3.4. Трехмерная анимация
3.4.1. Ландшафтная анимация.
Перед тем как приступить к трехмерной анимации, был проанализирован ряд программ, генерирующих трехмерные деревья. Необходимо было достичь реалистичности среды и движения деревьев на ветру. Работа с трехмерным ландшафтом требует больших машинных ресурсов, поэтому было принято решение разрабатывать ландшафтную анимацию отдельно от виртуального пространства, а затем в программе видеокомпоузинга соединять все части в единое целое.
Было важно изучить параметры, которыми можно управлять при анимации ландшафтной среды: параметры геометрии деревьев, освещения, ветра и облаков.
При открытии редактора растений в программе Vue 9 xStream, появляются те параметры деревьев, которыми можно управлять: длина ствола и ветвей, степень влияния настроек на иерархию дерева (ветви, расположенные ближе и дальше от ствола), кривизна ветвей и ствола, диаметр ветвей и ствола, наклон ветвей по отношению к земле (ветви будут либо пригибаться к земле, либо будут направлены вверх). У листвы можно управлять следующими настройками: длина и ширина листьев, наклон, кривизна, вариации размеров листьев. Меняя все эти настройки, можно управлять внешним видом растения, например, анимировать густоту кроны дерева, либо изменять стандартную модель дерева, взятую из библиотеки.
В параметрах освещения необходимо отрегулировать положение солнца и его настройки, общую степень освещенности сцены, степень испускаемого света небом и его цвет, наличие тумана и пыли в атмосфере.
В работе была использована спектральная модель облаков, которая позволяет добиться реалистичности за счет того, что данный вид облаков обладает толщиной, сквозь материал этих облаков проходят лучи света. Этот вид облаков имеет достаточно много настроек, которыми можно управлять: задавать количество облаков видных на заданном участке неба, их плотность, прозрачность, высоту, степень сглаженности краев, количество рассеянного света внутри облаков и плотность тени от облаков. При анимации облаков необходимо указать направление и скорость движения облаков, а также скорость изменения формы облаков, помимо этого можно анимировать все перечисленные выше параметры.
Настройки ветра делятся на четыре блока: настройки бриза, порывов ветра, влияние интенсивности ветра и движение листьев на ветру. К первому относятся следующие настройки: общая интенсивность ветра, средняя скорость движения растений, под напором ветра, также можно регулировать параметр, отвечающий за общее движение растений (например, при слабом ветре каждое растение двигается отдельно от других, но под сильным порывом ветра все растения движутся вместе) и параметр случайных движений каждого листа. Во втором блоке можно управлять амплитудой движения, вызванной ветром и частотой порывов. В третьем блоке важно отметить, что с ростом интенсивности ветра растет количество случайных движений растения. Это регулируется при помощи интенсивности ветра и общей частотой движения, вызванной ветром. В четвертом блоке можно контролировать скорость и амплитуду движения листьев на ветру.
Определившись со всеми настройками, можно приступать к анимации среды. В данной работе использовалось три состояния природы: слабый ветер, сильный ветер и ясный спокойный день. В первом случае настройки ветра выставлялись таким образом, чтобы была меньшая интенсивность ветра, самостоятельное движение каждого дерева от ветра, облака делались более прозрачными, менее плотными (рис. 3.3).
Рис. 3.3. Анимация ландшафтной среды при слабом ветре.
Во втором случае для создания эффекта сильных порывов увеличивались все значения настроек, отвечающих за интенсивность ветра. Облака делались плотными, с грубыми краями, уменьшалась их способность пропускать свет, увеличивалось их наличие на видимом участке неба (рис. 3.4).
Рис. 3.4. Анимация ландшафтной среды при сильном ветре.
В последнем случае были внесены следующие корректировки настроек: высветлена сцена, изменен цвет и увеличена степень испускаемого небом света, увеличена прозрачность облаков, их способность пропускать свет, изменена геометрия деревьев: создана анимация густоты кроны дерева, длины и ширины листьев (рис. 3.5).
Рис. 3.5. Анимация ландшафтной среды при ясной погоде.