Peter Ratner
3-D HUMAN MODELING AND ANIMATION
2nd Edition
3D МОДЕЛИРОВАНИЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ТЕЛА И АНИМАЦИЯ
Глава 2: Техника моделирования среднего уровня
СОЗДАНИЕ МУЛЬТИПЛИКАЦИОННОГО ПЕТУХА С ПОМОЩЬЮ СПЛАЙН/NURBS МОДЕЛИРОВАНИЯ
Мультипликационный петух, подобный показанному на рисунке 2-54, будет смоделированы с использованием сплайн/NURBS метода. Папка Chapter 2 на CD содержит 2D шаблоны, подобно показанным на рисунке 2-55 и 2-56, а также 3D шаблон.
Объединение методов моделирования подразделением и корректированием - наиболее эффективный метод быстрого получения 3D шаблон и сплайн/NURBS объектов. Подразделение, или боксовое моделирование, использованы для создания 3D и 2D шаблонов. Сплайны затем устанавливается над боксовой моделью, чтобы делать ей более совершенной.
Рис. 2-54 Фотореалистичное представление петуха, смоделированного методом корректирования.
Рис. 2-55 Эскиз петуха на виде side, доступный на CD как 2D шаблон.
Рис. 2-56 Эскиз на виде front. Сплайны размещаются поверх боксовой модели для улучшения её качества.
2D шаблоны удобно использовать в качестве руководства, а метод боксового моделирования легко использовать для быстрого создания 3D объектов. Поскольку боксовое моделирование часто испытывает недостаток в детальности и может выглядеть отчасти угловато, моделирование корректированием, использующее боксовый 3D шаблон, может сделать более округлую и подробную модель.
Если Вы следовали за предложенными ранее упражнениями, Вы должны быть теперь отчасти знакомы с моделированием подразделением. Для начала выполнения этого упражнения мы начнем с 2D шаблонов, создадим быструю боксовую модель, затем используем её как 3D шаблон для моделирования корректированием.
СОЗДАНИЕ 3D ШАБЛОНА С ПОМОЩЬЮ БОКСОВОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Шаг 1
Создайте бокс и формуйте его так, чтобы он напоминал рисунок 2-57. Он будет использован для создания верха клюва. Выберите на виде side полигон, который расположен вертикально и меньше других. Скосите его, как показано на рисунке 2-58.
Рис. 2-57 Шаг 1. Бокс, формирующий верх клюва.
Рис. 2-58 Узкая часть клюва скошена в сторону и внутрь.
Шаг 2
Выберите нижний полигон основания клюва и скосите его вниз и внутрь (Рисунок 2-59). На виде side выберите левый нижний полигон нижней части клюва и скашивайте его в сторону и внутрь несколько раз, чтобы он окончательно выглядел подобно рисунку 2-60.
Рис. 2-59 Шаг 2. Начало создания нижней части клюва скашиванием вниз.
Рис. 2-60 Два дополнительных скоса завершают нижнюю часть клюва.
Шаг 3
Начните создавать голову, выбирая полигон в основании верхней части клюва и скашивая его пару раз назад (Рисунок 2-61).
Рис. 2-61 Шаг 3. Полигон в основании верхней половины клюва скошен два раза.
Шаг 4
Выберитесь два полигона на верху головы и скашивайте их вверх и внутрь. Сварите две точки на верху между двумя вновь созданными многоугольниками. Верх головы должен быть одной частью. Удалите внутренний полигон. Всякий раз, когда у вас появляются внутренние полигоны, которые не будут видны на внешней поверхности, удаляйте их. В режиме подразделения эти внутренние полигоны часто могут оказывать влияние на поверхность, образуя некрасивые отверстия или недостатки во внешних частях модели (Рисунок 2-62).
Рис. 2-62 Шаг 4. Полигоны в верхней части головы скошены вверх. Два набора точек сверху сварены и внутренний
полигон уничтожен.
Шаг 5
Гребень на голове может быть образован скосом по двух верхних полигонов (Рисунок 2-63).
Рис. 2-63 Шаг 5. Начало создания гребня скашиванием вверх.
Шаг 6
Теперь пора делить гребень. Разделите его на несколько секции. Не забудьте о допустимости только трёх и четырех сторонних полигонов (Рисунок 2-64).
Рис. 2-64 Шаг 6. Гребень разделён на отдельные части.
Шаг 7
Скосите вниз нижний полигон головы для создания шеи. Удалите внутренние многоугольники после сварки смежных точек (Рисунок 2-65).
Рис. 2-65 Шаг 7. Создана шея. Правый рисунок показывает петуха на этом этапе в режиме подразделения.
Шаг 8
Выберитесь полигон в нижней части клюва и скашивайте его для создания бородки. Разделите его на два отдельных полигона (Рисунок 2-66).
Рис. 2-66 Шаг 8. Полигон в нижней части клюва скошен вниз для образования бородки. Разделение бородки на две части завершает её соединение.
Шаг 9
Три полигона внизу теперь скошены вплоть до начала тела (Рисунок 2-67). Обратите внимание, это отдельные секции, точки которых должны быть сварены по концам, чтобы образовать целое тело. Как обычно, внутренние полигоны удалены. Тело, затем, подразделенное на дополнительные полигоны для образования более детальных секций (Рисунок 2-68).
Рис. 2-67
Шаг 9. Скашивание трёх нижних полигонов для образования тела.
Рис. 2-68 Точки в нижней части тела сварены, внутренние полигоны удалены, а тело разбито для большей детализации.
Шаг 10
Смоделируйте тело и линию шеи, чтобы она частично перекрывала тело (Рисунок 2-69).
Рис. 2-69 Шаг 10. Формирование тела и шеи.
Шаг 11
Начните создание перьев хвоста, скашивая конечные полигоны тела. Усовершенствуйте формы перьев и тела (Рисунок 2-70).
Рис. 2-70 Шаг 11. Полигоны скошены и формированы, чтобы создать первые секции перьев хвоста.
Шаг 12
Скосите перья хвоста, некоторые чуть больше, и заострите концы (Рисунок 2-71).
Рис. 2-71 Шаг 12. Перья хвоста скошены ещё больше и их форма усовершенствована.
Шаг 13
Начните создание ног, скашивая вниз два нижних полигона на нижней части тела (Рисунок 2-72).
Рис. 2-72 Шаг 13. Верхняя часть ног скошена вниз и внутрь.
Шаг 14
Выберите нижние полигоны ног и скосите их немного вверх и внутрь. Скосите эти же полигоны вниз для продления ног (Рисунок 2-73).
Рис. 2-73 Шаг 14. Полигоны скошены немного вверх и внутрь, потом вниз.
Шаг 15
Поделите ноги горизонтально и затем вертикально. Сварите точки, чтобы избавиться от любых полигонов, которые имеют более четырёх сторон. Нижние части ног должны иметь по три многоугольника для каждой ноги. Обратные стороны ног должны иметь только один полигон на каждой. Выберите передние три полигона на каждой ноге и скашивайте их, чтобы получить пальцы ног. Скосите задние два полигона на лапах, чтобы сделать два задних пальца ног. Удалите все лишние полигоны на лапах (Рисунок 2-74).
Рис. 2-74
Шаг 15. Верхняя часть ног скошена вниз и внутрь.
Шаг 16
Все восемь пальцев лап должны быть поделены и согнуты, подобно показанному на Рисунке 2-75.
Рис. 2-75 Шаг 16. Деление и изгибание пальцев на лапах.
Шаг 17
Выберите полигоны на внешней стороне пальцев лап и скашивайте их, чтобы образовать когти. Разделите полигоны когтей и изогните их немного вниз. Выполните эти же шаги, чтобы сделать задние когти. (Рисунок 2-76).
Рис. 2-76 Шаг 1 7. Полигоны когтей сначала скошены назад и немного внутрь, потом наружу. Разделение полигонов когтей делает возможным их изгиб.
Шаг 18
Крыло получено скашиванием полигонов по бокам тела. Сварите точки крыла, чтобы сделать их одной частью и удалите внутренние полигоны (Рисунок 2-77).
Рис. 2-77 Шаг 18. Создание крыла.
Шаг 19
Усовершенствуйте форму крыла, деля её на меньшие полигоны. Переместите конечные точки внутрь и наружу, чтобы сделать острые концы крыла. Добавьте глаз и Вы получите 3D шаблон для моделирования корректированием (Рисунок 2-78).
Рис. 2-78 Шаг 19. Крыло поделено и точки перемещены, чтобы образовать кончики перьев.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕТУХА КОРРЕКТИРОВАНИЕМ
Смоделированный подразделением петух может теперь быть использован как шаблон, чтобы делать более детального петуха с помощью сплайн/NURBS. Всякий раз, когда Вы должны корректировать модель, 3D шаблон может быть очень полезен. В отличие от боксового моделирования, в котором Вы ваяете полные 3D объекты, моделирование корректирование часто имеет секции, которые более узкие, что представляет некоторую сложность при представлении себе целого объекта в трехмерном пространстве.
Те кто работает в программе поддерживающей как сплайновое, так и полигонное моделирование могут автоматически обтягивать поверхностью или заплаткам каждую секцию сплайнового каркаса поочередно, по мере их создания. Перед обтягиванием заплатками сплайнового каркаса убедитесь, что каждая секция имеет только три или четыре точки вокруг неё. Если полигонная сетка имеет разрывы, обратитесь к разделу troubleshooting в конце обучающей программы knife.
Некоторые могут посчитать более легким создавать новые заплатки на отдельных слоях. Заплаты с примыкающими точками могут быть построены копированием точек на другой слой с последующим созданием по ним заплатки на том же слое (где и точки). Как только все заплаты сделаны, они могут быть скопированы и вставлены на один слой, а их примыкающие точки объединены или на полигонной, или на сплайновой сетке.
Некоторые пакеты программ требуют соединения смежных точек, чтобы избежать разрывов в сетке, когда она деформируется при анимации. Работаете ли Вы с полигонами, сплайнами или NURBS, конечный объект должен быть цельным. Вы можете сделать это слиянием всех точек, которые разделят пространство между собой.
В папке Chapter 2 на CD содержит 3D шаблоны для каждого шага создания петуха. В этом упражнении Вы должны будете моделировать только половину петуха. Зеркальное копирование, в конечном счете, завершит создание этой модели. Для предотвращения разрывов вдоль шва убедитесь, что все точки центрального сечения расположены на нуле оси x.
Шаг 1
Используя шаблон Step 1 или объект боксового моделирования, нарисуйте четыре сплайна или создайте точки и соедините их с помощью сплайнов. Каждый сплайн будет иметь одинаковое количество вершин, количество которых должно быть около четырёх. Свяжите четыре сплайна вместе или построением по сечениям (lofting), или выбирая их точки в определённом порядке для соединения (Рисунок 2-79).
Рис. 2-79 Шаг 1. Темные сплайны для верхней части клюва сделаны первым. Серые линии - соединяющие сплайны.
Шаг 2
Нижняя часть клюва начала создаваться с использованием двух точек сплайна верхней части клюва (Рисунок 2-80). После создания четырёх сплайнов, соедините их для создания нижней части клюва.
Рис. 2-80 Шаг 2. Две точки сплайна верхней половины клюва использованы для начала создания нижней части клюва. Четыре новых сплайна соединены для создания нижней части клюва.
Шаг 3
Используя рисунок 2-81 и шаблон Step 3 в качестве руководства, создайте голову птицы. Обратите внимание на точки клюва, которые также принадлежат и голове. Если Ваша программа не позволяет создавать новые сплайны из имеющихся точек на клюве, то Вы должны "сварить" смежные сечения.
Рис. 2-81 Шаг 3. Голова начата с использования общих точек верхней и нижней частей клюва (стрелки на виде angled). Использование смежных точек для создания новых заплат гарантирует от разрывов между сетками.
Шаг 4
Следующая заплата является петушиным гребешком. Используя точки или сплайн на верхней части головы, начните создавать поперечные сечения для этой части (Рисунок 2-82). Соедините поперечные сечение, чтобы завершить гребень.
Рис. 2-82 Шаг 4. Петушиный гребешок создаётся по существующим точкам на верхней части головы.
Шаг 5
Рисунок 2-83 показывает как моделируется шея с использованием нижнего сплайна головы и его точек. Этот же сплайн образует начало верха шеи. Нижняя часть шеи подогнута внутрь.
Рис. 2-83 Шаг 5. Моделирование шеи из нижних точек или нижнего сплайна головы.
Шаг 6
Теперь пора делать бородку под клювом. Так как эта часть состоит из двух независимых форм, она будет смоделирована как замкнутый объект с помощью замкнутых кривых. Когда петух будет завершён зеркальным копированием, у Вас получится две раздельные части бородки, которые разделены по центру.
Выберите четыре точки в основании клюва и создайте по ним замкнутую кривую (Рисунок 2-84). Создайте и переместите вниз три копии этой кривой. Масштабируйте их для образования каркаса, потом соедините кривые. Верх бородки имеет общие точки с нижней частью клюва.
Рис. 2-84 Шаг 6. Бородка, которая висит под клювом, сделана из серии замкнутых кривых.
Шаг 7
Следующая часть ломает правила моделирования корректированием, создавая секции, которые не присоединяются к шее. Поскольку эта часть тела расположена ниже секцией шеи, нет необходимости соединять её. Сплайновый каркас построен так, чтобы получилось отверстие на боку под крыло (Рисунок 2-85).
Рис. 2-85 Шаг 7. Тело подгибается внутрь под шеей. Обратите внимание на дыру на боку под крыло.
Шаг 8
Смоделированное ранее тело имеет отверстие на боку, которое теперь будет использовано для создания крыла. Выберите точки по периметру этого отверстия и создайте замкнутую кривую (Рисунок 2-86). Продолжите создание сплайнов, соединяющих замкнутую кривую. По краю крыла не забудьте моделировать некоторые кривые в форме зигзага.
Рис. 2-86 Шаг 8. Создание крыла по точка периметра открытой части тела.
Шаг 9
Выберите точки вдоль нижней части тела и образуйте по ним открытую кривую (Рисунок 2-87). Создайте новые сплайны по кривой в верхней части ноги. Низ этой заплаты имеет замкнутую кривую, которая будет использована для образования замкнутой формы ноги.
Рис. 2-87 Шаг 9. Вершины по низу тела использованы для создания верхней части ноги.
Шаг 10
Шаги с 10 по 14 позволят Вам получить модель перьев хвоста. Точки по задней части тела выбираются для образования сечения каждого пера. Для первого сечения Вы можете выбрать первый набор из четырех точек на задней части тела и копировать их на другой слой (Рисунок 2-88). Создайте другую вершину и открытую кривую, чтобы начать перо хвоста. Создайте четыре копии этой кривой и переместите каждую по отдельности, чтобы образовать каркас для перьев хвоста. Каждый сплайн должен постепенно становиться меньше. Соедините пять сплайнов разомкнутыми кривыми.
Рис. 2-88 Шаг 10. Первое перо хвоста создано с использованием четырёх точек на задней стороне тела. После дополнения пятой вершины точки соединены, чтобы образовать первую разомкнутую кривую.
Шаг 11
Для второго пера хвоста используйте три существующие точки вдоль тела и первое перо хвоста (Рисунок 2-89). Вы также будете должны сделать новую точку, чтобы завершить первую кривую. Используйте такую же процедуру, как описано в шаге 10, для завершения второго пера хвоста. На этот раз Вам нужно только три сплайна поперечных сечений, вместо пяти.
Рис. 2-89 Шаг 11. Второе перо хвоста использует три общие точки и ещё одну, вновь созданную. Стрелками отмечены общие вершины.
Шаги 12-14.
На рисунке 2-90 показаны остальные объекты хвоста. Моделируйте их аналогично двум первым. Вы теперь имеете в общей сложности пять сегментов.
Рис. 2-90 Шаги 12-14. Три оставшихся объекта хвоста смоделированы с использованием общих точек.
Шаг 15
Первая часть ноги сделана из четырех точек вдоль низа смоделированной ранее верхней части ноги (Рисунок 2-91). Копии первой замкнутой кривой размещаются вдоль длины ноги. Открытые кривые соединяют эти овальные сплайны. Обратите внимание, на нижней части ноги имеется три контура спереди и один сзади. Они будут использованы для создания лапы.
Рис. 2-91 Шаг 15. Замкнутые кривые образуют ногу. Оригинальные точки получены от верхней части ноги.
Шаг 16
Выберитесь четыре вершины вдоль передней нижней части ноги и сделайте из них замкнутую кривую (Рисунок 2-92). Создайте четыре копии этой кривой. После масштабирования и формирования этих замкнутых кривых, соедините их с помощью разомкнутых кривых.
Рис. 2-92 Шаг 16. Первый палец использует имеющиеся точки в передней части ноги. Замкнутая кривая создана из этих четырёх вершин.
Шаги 17 и 18.
Создайте два других передних пальца таким же образом, как и в шаге 16. Как и ранее, точки являются общими с ногой (Рисунок 2-93).
Рис. 2-93 Шаги 17 и 18. Завершение создания трёх передних пальцев. Стрелками отмечены общие точки.
Шаг 19
Смоделируйте задний палец, используя точки на задней стороне ноги (Рисунок 2-94). Замкнутые кривые получены копированием и соединены с помощью разомкнутых кривых.
Рис. 2-94 Шаг 19. Задний палец смоделирован аналогично передним, с использованием имеющихся точек ноги.
Если Вы обтяните сплайновый каркас полигонами, не забудьте удалить внутренние полигоны, где нога соединяется с верхней частью ноги, где пальцы соединяются с ногой. Это предотвратит стягивание и другие недостатки, которые часто появляются, когда модель представляется подразделёнными объектами.
Шаг 20
Когти начинают создаваться из точек на передней части пальцев (Рисунок 2-95). После создания замкнутых кривых, соедините их с помощью разомкнутых кривых. Концы когтей закрыты или сваркой точек, или размещением их максимально близко друг к другу.
Рис. 2-95 Шаг 20. Когти используют точки вдоль концов пальцев ноги и моделируются аналогичным способом, с помощью замкнутых кривых.
Это завершает модель петуха, смоделированного корректированием (Рисунок 2-96). После слияния всех точек, Вы можете создать зеркальную копию петуха или полигонного, или сплайн/NURBS.
Рис. 2-96 Сплайновый каркас половины петуха.
Если Вы работаете с полигонами, убедитесь в удалении любых внутренних полигонов, прежде чем переведёте модель в подразделённый режим. Также произведите проверку на наличие полигонов, имеющих менее трёх и и более четырёх точек, и удалите их.
Добавьте другие детали, типа глаз. Назначьте названия поверхностям различных частей петуха, на этом моделирование завершено.