Создание трехмерных персонажей. Уроки мастерства - Билл Флеминг

Г л а в а

Приступаем 3 к изучению

технологии Metaform

©

Если вы в последние годы работали в области трехмерного моделирова ния, наверняка обратили внимание, как много разработчиков программно го обеспечения претендуют на то, что именно они создали идеальное сред ство для моделирования живых существ. Пакет программ LightWave достоин внимания благодаря своей технологии MetaNurb, которая стала большим достижением в области моделирования кино и мультиплика ционных персонажей. Но для этих целей есть еще более практичное и эф фективное средство, о котором, к сожалению, не часто вспоминают: тех нология Metaform.

Что же такое технология Metaform, и почему она так хороша для моде лирования живых существ? Данная технология использует те же принци пы, что и технология MetaNurb, но более удобна в работе. Технология Metaform, кроме сглаживания поверхности, умеет делать еще много полез ного. В отличие от сглаживающих функций инструмента Subdivide (Раз делить грань), который «зализывает» контур, Metaform сглаживает каж дый полигон в отдельности, что лучше, чем сглаживание в целом, подходит для формирования плавных очертаний.

Metaform работает по принципу натяжения поверхности между точка ми полигона. При этом чем дальше отстоят точки полигона, тем сильнее сглаживающий эффект. Это основное преимущество технологии Metaform по сравнению с технологией MetaNurb. MetaNurb имеет фиксированное значение силы натяжения, a Metaform при сглаживании позволяет управ лять натяжением с помощью параметра Max Smoothing Angle (Макси мальный угол сглаживания).

Этот параметр определяет, какие полигоны подвергнутся сглаживанию под воздействием Metaform. Любое место соединения полигонов, где они сходятся под углом, большим, чем указанное максимальное значение, не будет подвергнуто сглаживанию. Давайте более подробно рассмотрим, как работает Metaform.

Рис. 3.1

Принцип работы инструмента Metaform

Рис. 3.2

Влияние параметра Max Smoothing Angle на изменение формы каркаса

На рис. 3.1 изображена ортогональная проекция простого кубического объекта. На рис. 3.1 (А) показаны две примыкающие друг к другу грани, а на рис. 3.1 (В) показан угол между ними. Поскольку перед нами куб, угол равен 90°. Если вы в качестве значения максимального угла сглаживания укажете угол меньше 90 градусов, то грани куба будут поделены на части, но сам куб не изменит свою форму. Взгляните на рис. 3.2.

На рис. 3.2 показано, что получилось, когда тот же самый элементар ный куб подвергли воздействию Metaform при двух различных значениях максимального угла сглаживания. Рис. 3.2 (А) соответствует значению максимального угла сглаживания меньше 90 градусов, а рис. 3.2 (В) больше. Как видите, объект на рис. 3.2 (А) в результате был разделен, но не изменил формы. А объект на рис. 3.2 (В), наоборот, превратился в шар, потому что углы между гранями были меньше, чем значение максималь ного угла сглаживания.

Как легко убедиться, разница между получившимися объектами зна чительная. Такие возможности делают параметр Max Smoothing Angle очень мощным средством для управления количеством деталей, добавля емых к объектам. Имейте в виду: при конструировании живых существ нужно указывать значение максимального угла сглаживания равным 179.9 градуса (максимальное допустимое значение), чтобы очертания мо делей выглядели наиболее естественно.

Продолжая разговор об очертаниях создаваемых объектов, давайте еще раз посмотрим, как угол между полигонами влияет на контуры модели.

На рис. 3.3 показаны три различных конфигурации каркаса куба. Все они были подвергнуты воздействию Metaform со значением параметра Max Smoothing Angle, равным 179.9 градуса. В верхней части рис. 3.3 (А) изображен каркас, соответствующий простому кубу с одним полигоном на

3 1602

66 Приступаем к изучению технологии Metaform

каждой из 6 граней. Куб после преобразования превратился в шар, по скольку все углы между полигонами в нем равны 90 градусам, что хорошо видно в обведенной части модели. Теперь посмотрим на рис. 3.3 (В). Здесь изображен тот же куб, грани которого были поделены таким образом, что бы на каждой получилось 4 полигона. Данный куб в целом сохранил свою форму после преобразования. Это вызвано тем, что между его полигона ми были углы, превышающие 179.9 градусов. Но где же они расположены?

Чтобы увидеть искомые углы, достаточно посмотреть на верхнюю часть куба, где полигоны сходятся в центре. Как видите, область соприкос новения полигонов совершенно плоская, что соответствует значению угла примыкания, равному 180 градусам. Данная часть модели не будет сглажи ваться, поскольку величина углов между составляющими ее полигонами превосходит значение максимального угла сглаживания. Следовательно, при применении Metaform будут сглаживаться только углы куба.

Теперь посмотрите на рис. 3.3 (С), где представлен другой подход к делению граней куба. Вместо того чтобы просто поделить грани на оди наковые части, мы расположили линии вблизи ребер куба, оставив центр грани нетронутым. Так как углы между расположенным в центре грани по лигоном и другими полигонами равны 180 градусам, этот многоугольник не будет подвергнут сглаживанию. Как и в предыдущем примере, сглажи ваются только углы куба. В силу того, что расположенный в центре грани полигон довольно велик, получился объект, форма которого напоминает игральную кость из Лас Вегаса. Здорово, правда?!

Как видите, можно очень по разному использовать параметр Мах Smoothing Angle при моделировании контуров живых существ. Естествен но, мы рассмотрели простейшие примеры. Теперь стоит посмотреть, как ме тод Metaform работает при моделировании более сложных объектов. Давай те проанализируем, как он используется для разработки настоящей модели.

DРис.О3.3О

Влияние углов примыкания полигонов

на сглаживание каркаса

Рис. 3.4

Mefaform%преобразование модели живого существа

На рис. 3.4 помещен ряд изображений головы инопланетянина по име ни Bat (Летучая мышь). Слева находится изображение головы до того, как оно было подвергнуто воздействию Metaform. Справа изображение той же головы после преобразования со значением максимального угла сгла живания, равным 179.9 градуса. Разница хорошо заметна, не так ли? Кар кас превратился в весьма натурально выглядящую модель. Посмотрите более пристально на нашего маленького приятеля, чтобы понять, каковы результаты преобразования. Обратите внимание, что на левом рисунке нос персонажа выглядит совершенно неестественным и угловатым. Теперь посмотрите на правое изображение перед вами плавный, закругленный, совсем натуральный контур. То же самое можно сказать и о шее, рте, глаз ных впадинах и ушах. Метод Metaform преобразовал грубые углы в есте ственные плавные линии.

Metaform отличное средство для сглаживания контуров моделей, но какими другими полезными свойствами обладает эта технология модели рования? Итак, поговорим о ее преимуществах и недостатках.

ТехнологиямоделированияMetaform: за и против

Технология Metaform является одним из самых эффективных методов мо делирования персонажей. Несомненно, это лучшее средство пакета LightWave. Вы уже видели, как сглаживание полигонов с помощью данной

поэтому необходимо правильно размещать треугольные. В резуль тате получаем правило номер два.

2. Всегда размещайте полигоны с тремя вершинами вдали от мелких де талей. Поскольку треугольные полигоны вызывают стяжки каркаса, размещайте их подальше от маленьких выпуклых деталей. Выпуклые детали сглаживаются сильнее всего, поэтому стяжки, образовавшие ся от треугольного полигона, будут очень заметны. Старайтесь разме щать такие полигоны на относительно плоских участках модели, где сглаживающее натяжение будет минимальным. Это уменьшит эффект стягивания, вызванный использованием треугольных полигонов.

Кпримеру, при моделировании головы нельзя размещать их рядом

свыступающими деталями ушами, глазами и носом. И наоборот, лоб и затылок являются подходящими местами для треугольных по лигонов, так как здесь нет мелких деталей, и сглаживание распреде лится по большой площади. Чтобы лучше понять, к чему приводит увлечение треугольными полигонами, взгляните на рис. 3.5.

Перед нами простой бугорок на кубе. На рис. 3.5 (А) его фронтальная часть разделена на два треугольных полигона. Хорошо заметно, что после Metaform преобразования каркас на фронтальной части бугорка стал не симметричным, в результате чего деталь кажется деформированной. А на рис. 3.5 (В) бугорок выглядит очень аккуратно. Как видите, при модели ровании живых существ использование треугольных полигонов может со здавать проблемы. Поскольку без полигонов подобного вида часто нельзя обойтись, их лучше поместить там, где они не будут мешать.

Обратите внимание: нельзя путать треугольные полигоны с преобразо ванием в полигоны треугольной формы. Внешне они похожи, но последние

Рис. 3.5

Недостатки использования

треугольных полигонов