выпуклостями, и свет по особому играет на этой поверхности? Все пере численные детали можно имитировать, воспользовавшись волшебными возможностями различных карт.
Попробуем добавить указанные элементы к модели Чаббса.
Когда уже собраны все необходимые фотографии образцов, можно при ступать к рисованию карт. Но сначала необходимо подготовить модель к их наложению, выделив на поверхности несколько участков.
Определение участков модели для обработки поверхности
В настоящее время лучшие пакеты программ трехмерного моделирования предоставляют пользователям возможность выделять участки на поверх ности модели так, чтобы работать с ними независимо от остальной поверх ности и присваивать им уникальные имена. Если используемый вами па кет не позволяет выделить некоторый участок поверхности и дать ему имя, по крайней мере, он позволит поместить карту на заданный участок моде ли. Конечно, второй способ дает не самые лучшие, но все таки вполне при емлемые результаты.
После выделения участков поверхности модели можно использовать карты, которые будут накладываться на каждый конкретный фрагмент. Для работы с поверхностью Чаббса на модели были выделены 12 участков тела (на рис. 9.12 они обозначены цветом), и каждому из них дано особое
Рис. 9.12
Отдельные участки поверхности Чаббса
392 Разработка фотореалистичной поверхности моделей
Рис. 9.13
Чаббс, вид спереди % карты не наложены
имя. Модель разделяется на фрагменты с целью избежать растяжения, которое может возникнуть, когда плоскую двумерную карту пытаются натянуть на трехмерную поверхность. Один из способов решения указан ной проблемы состоит в том, чтобы выявить более менее плоские участки поверхности и накладывать карты именно на них. К примеру, посмотрите на Чаббса, изображенного на рис. 9.13.
Как видите, для наложения карт был выделен большой фрагмент пере дней части героя. Если, не выделяя фрагментов, просто набросить карту на модель Чаббса, то карта постарается покрыть всю фигуру лучшим, по ее мнению, способом.
Закончится дело тем, что она завернется ему на спину, обмотав модель целиком. В результате Чаббс будет выглядеть так, как будто его обернули пикселами (каждый пиксел будет пытаться либо растянуться по поверх ности, либо «проткнуть» модель), что иллюстрирует рис. 9.14.
Некоторые пакеты трехмерного моделирования дают художнику возмож ность «сплющивать» каркас модели и использовать получившийся «блин» или плоский каркас в качестве шаблона при создании карт. На наш взгляд, при разработке карт лучше видеть, как модель выглядит на самом деле, что позволит правильно выбрать способ раскраски и представлять, каков будет окончательный результат.
Как видите, это крайне нежелательный способ, особенно в том случае, если вы стараетесь сделать что то фотореалистичное.
Чтобы лучше понять, как карты располагаются на поверхности моде ли, представьте, что в руках у вас баллончик распылитель с краской, и вы
Участки модели для обработки поверхности
393
Рис. 9.14
Чаббс, «завернутый»
в пикселы
раскрашиваете модель спереди. Если не поворачивать ни модель, ни бал лончик, куда будет попадать краска? Очевидно, на те участки модели, ко торые расположены параллельно баллончику. Область, куда попадет крас ка, за исключением небольшой части внешнего края, и будет той частью поверхности модели, которую мы хотим выделить (см. рис. 9.13).
Теперь, когда вы поняли, для чего выделяются участки поверхности, не обходимо выяснить один очень важный вопрос: как найти области, в которых карта будет растягиваться? На самом деле это делается довольно просто.
Удалениеобластейрастяженияумодели
Ничто так сильно не вредит правдоподобию созданной модели, как растя жение текстуры. К сожалению, этот недостаток свойствен почти каждой трехмерной модели, которая была создана с использованием полигонов или сплайнов, хотя избежать поверхностного растяжения довольно просто.
Первое, что нужно делать для борьбы с растяжением поверхности, внимательно осматривать фрагменты поверхности в процессе их форми рования. От вас требуется всего лишь определить место, где может воз никнуть растяжение, и провести границы участков так, чтобы избежать потенциальных ошибок. Этот способ не позволит решить проблему пол ностью, но с его помощью можно избавиться приблизительно от 90% рас тяжений. Вам достаточно выявлять на модели области, имеющие неровно сти, и стараться так располагать границы областей, чтобы получающиеся участки были относительно плоскими. Посмотрите на руку Чаббса и про анализируйте, как были заданы участки (рис. 9.15), не вызвавшие поверх ностного растяжения.
394 Разработка фотореалистичной поверхности моделей
Рис. 9.15
Выделенные цветом участки поверхности рук Чаббса
Некоторые фрагменты выделены цветом, каждый из которых соответ ствует отдельной области. К примеру, на рис. 9.15 (А) цветом обозначен верхний участок поверхности руки, а на рис. 9.15 (В) передний. Если вы посмотрите на рис. 9.15 (С), увидите выделенную поверхность пальцев, а на рис. 9.15 (D) отмечен нижний фрагмент руки.
Как вы могли убедиться, отдельные участки относительно плоские, что препятствует поверхностному растяжению. Для проверки точности произ веденного деления, безусловно, потребуется сделать пробный рендеринг некоторых участков модели и попытаться отыскать зоны, в которых воз никло растяжение.
Когда вы тщательно осмотрите все зоны потенциального растяжения, все будет готово к тому, чтобы проверить правильность сделанного раз биения и посмотреть, не осталось ли областей, где растяжение все таки возникает. Для этого поверхность модели покрывают картой шаблоном. Карта шаблон это карта с повторяющимся рисунком, которая помога ет выявить все проблемные зоны модели. Я предпочитаю использовать для этого простую решетку, показанную на рис. 9.16.
Итак, будем работать с простой повторяющейся сеткой. Такой вид кар ты идеально подходит для поиска областей возможного растяжения, так как везде, где мы не увидим квадрата, сеть будет растянута. Для того что бы протестировать модель на наличие областей растяжения, необходимо произвести планарное наложение подготовленной тестовой карты на все участки поверхности в направлении, задаваемом соответствующими осями (см. рис. 9.17).
На этом рисунке изображена модель Чаббса, участки поверхности ко торого покрыты тестовыми картами. Как видите, структура сети практи чески не изменилась, за исключением отдельных участков, которые отме чены кружками. На этих участках наблюдается растяжение текстуры,
Участкимоделидляобработкиповерхности 395
Рис. 9.16
Карта%шаблон для поиска зон растяжения
о чем свидетельствуют пропущенные линии или более широкие проме жутки между ними. Самое полезное свойство сетки состоит в том, что она очень чувствительна и искажается при малейших деформациях поверхно сти, поэтому при использовании сети области растяжения легко заметны. Давайте рассмотрим выделенные места и разберемся, какие проблемы там возникли.
А) Это область лба, куда была наложена планарная карта со стороны оси Y, что привело к растяжению
из за наклона лба от макушки к бровям. Эту проблему можно ре шить, выделив поверхность лба в отдельную область и наложив на нее карту вдоль оси Z.
B)Перед нами кончик носа, на кото ром заметны признаки растяжения, на что указывают более темные линии сетки. На нос карта наклады валась сбоку, но оси X. Для того чтобы избавиться от растяжения, необходимо наложить карту спере ди по оси Z.
C)Пропущенные вертикальные линии
и
толстые
горизонтальные линии
в
средней
части свидетельствуют
о сильном растяжении на шее. Кар та была наложена со стороны оси X.
Рис. 9.17
Наложение на модель карт тестирования поверхности
396 Разработка фотореалистичной поверхности моделей
Исправить ошибку можно, выделив полигоны на передней части шеи и наложив на них карту спереди, вдоль оси Z.
D)Перед нами сложная задача. Боковое соединение шеи с плечом об разует довольно острый конус, что ведет к растяжению карты. Карта накладывалась на шею спереди, по оси Z. Чтобы избавиться от рас тяжения, выделите полигоны на боковой части шеи и наложите на них карту по оси X.
E)Это последняя проблемная область. На стопе заметны многочислен ные следы растяжения сети, так как на закругленные пальцы ног была наложена планарная карта по оси Y. Выделите боковые части стопы и пальцев и наложите на них карту по оси X, в результате про блема растяжения будет решена.
После идентификации областей поверхности, где происходит растяже ние, необходимо выяснить, какие полигоны порождают проблему, и по другому определить соответствующую им поверхность.
Вызовите изображение каркаса модели, расположенного точно так же, как модель с наложенной тестовой поверхностью. Затем, воспользовавшись программой рисования, к примеру, PhotoShop, откройте файл с изображе нием тестовой поверхности и в качестве нового слоя загрузите файл с изоб ражением каркаса модели. Теперь, когда оба изображения находятся в раз ных слоях, сделайте верхний слой (изображение каркаса) полупрозрачным так, чтобы были видны оба элемента, как показано на рис. 9.18.
Рис. 9.18. Поиск полигонов, но которых наблюдается растяжение текстуры
Рендеринг шаблонов раскраски модели
397
Рис. 9.19
Вид модели после переопределения участков поверхности
Итак, вы наложили друг на друга изображения тестовой поверхности и каркаса для обнаружения полигонов, вызвавших проблемы. Вам оста лось только переопределить фрагменты поверхности так, чтобы избавить ся от описанных выше проблем, и провести повторную проверку. Посмот рите, как теперь выглядит изображение модели, покрытой тестовой поверхностью (рис. 9.19).
Не правда ли, гораздо лучше? Хорошо видно, что растяжения на лбу, носу и шее отсутствуют. Поверхность модели полностью подготовлена к наложению карт.
После того как вы распределили участки поверхности так, чтобы избежать растяжения текстур, и дали им имена, можно приступить к подготовке мно жества видов модели в разных ракурсах, необходимых для раскраски поверх ности. Итак, давайте посмотрим, как создаются шаблоны для рисования.
Рендеринг шаблонов раскраски модели
Этот шаг, как и следующий, обязателен для разработки фотореалистич ной поверхности модели. Если вы не подготовите шаблоны, то вряд ли сможете расположить отдельные детали так, как это необходимо. Пред положим, к примеру, что вы хотите наложить что то вроде губной пома ды на губы трехмерной модели. Наугад это сделать не удастся, поэтому
398 Разработка фотореалистичной поверхности моделей
вам не обойтись без точного изображения поверхности, на которую пла нируется нанести новые детали.
При подготовке изображений, которые вы собираетесь использовать в качестве шаблонов, никогда не используйте режим Camera (Камера) или окно Perspective (Перспектива), так как в этих видах модель искажается в соответствии с законами перспективы.
Попробуйте найти разницу между изображениями на рис. 9.20. На рис. 9.20 (А) представлен вид Чаббса через камеру с нормальным положе нием линз, а такого Чаббса, как показано на рис. 9.20 (В), вы бы увидели че рез камеру, линзы которой поставили на максимальное увеличение, после чего саму камеру унесли на большое расстояние от модели. Подобная опе рация помогает сделать объемное изображение Чаббса более плоским, но не может полностью компенсировать искажение из за перспективы. На рис. 9.20 (А) и 9.20 (В) представлены искаженные перспективой проекции Чаббса, что не подходит для дальнейших действий. А на рис. 9.20 (С) пред ставлена ортографическая (прямоугольная) проекция, где наилучшим об разом показан объект, с которым работают программы наложения карт на поверхность модели. По сути, ортографическая проекция представляет
Рис.9.20
Объемные виды и ортографическая проекция
модели
Подготовка карт в программах рисования
399
собой двухмерное изображение модели, лишенное воздействия перспекти вы. На рис. 9.20 (С) представлена копия окна программы моделирования, в котором расположена ортографическая проекция модели.
Итак, лучшее, что можно сделать (если, конечно, используемая вами программа позволит), получить копию объемного изображения одного из окон ортографических проекций: фронтальной (X, Y), боковой (Z, Y) или верхней (X, Z).
Если же используемая вами программа трехмерного моделирования не позволяет получить объемное изображение ортографических проекций, поставьте линзы на большое увеличение (с коэффициентом не менее 100 200), а затем отводите камеру назад до получения качественного изоб ражения модели. В результате картинка будет «сплющена», и влияние пер спективы станет незаметным.
Но, даже получив эти образцы, вы должны сделать копию одного из окон ортографических проекций с изображением каркаса модели и убедиться, что получился неискаженный ортографический шаблон. Используйте окна про екций в качестве основного ориентира при раскраске моделей. Зачем нуж но делать рендеринг модели? Иногда в окнах ортографических проекций детали поверхности моделей изображаются плоскими, что может не сколько затруднить окраску. Поэтому чтобы почувствовать рельеф, ис пользуйте изображения, полученные в результате рендеринга. Конечно, вам придется изменить размер объемного изображения в соответствии с размерами ортографических проекций.
После того, как будут готовы шаблоны раскраски, можно приступать к подготовке карт.
Подготовка карт в программах рисования
Наконец, все готово к изготовлению карт для модели Чаббса. Именно сей час задуманный потрясающий внешний вид Чаббса начинает воплощать ся в жизнь. Когда вы нанесете на поверхность модели шрамы, чешуйки, пятна и прочее, Чаббс по настоящему превратится из хорошей трехмерной модели в фотореалистичное существо, историю которого можно будет «прочесть» по его телу.
Начнем с загрузки самого большого из подготовленных шаблонов (без рендеринга) в выбранную вами программу рисования. Лучше всего
400 Разработка фотореалистичной поверхности моделей
начинать с самого большого шаблона (то есть с того, который покрывает большую часть поверхности модели), поскольку этот участок задает цвет, шероховатость и отражающую способность всех карт, которые будут с ним соединены. Также в силу того, что карта для указанного участка будет самая большая, она определит размеры всех последующих карт. Постарайтесь по возможности создавать все карты для вашей модели в одном масштабе, тогда на следующих этапах будет меньше проблем при их соединении. Трудно придумать что нибудь более неприятное, чем раз мывание текстуры на отдельных участках модели, вызванное изменени ем размеров карт.
Каким же образом сохраняется масштаб карт? На самом деле очень просто. Достаточно произвести всего лишь несколько измерений. Первое, что нужно сделать, выполнить рендеринг шаблона, который представ ляет собой простое фронтальное изображение модели, где показано рас положение отдельных участков поверхности. Этот шаблон представлен на рис. 9.21.
Убедитесь, что данный шаблон соответствует размеру карт, которые вы будете создавать. Лучше всего делать карты, имеющие не менее 2500 пик селов в высоту, тогда они будут пригодны для работы с большим увеличе нием. Высота изображения на рис. 9.21 равна 2500 пикселам, что обеспе чивает точность размеров карт.
Сделайте несколько измерений различных участков поверхности мо дели. Сначала откройте окно Information (Информация) выбранной вами программы рисования. Затем с помощью операции выделения обведите
