Выполняя предыдущие упражнения данной главы, вы научились моделировать и текстурировать голову человека. Остался последний шаг на пути к целостному портрету – волосы. Рассмотрим, как делаются волосы при помощи стандартного модификатора Hair and Fur (Волосы и мех).
Для выполнения упражнения откройте построенную и текстурированную ранее модель головы, которую можно найти на прилагаемом к книге DVD в папке Examples\Глава 14. Файл называется texturing end.max.
Прежде чем применить модификатор построения волос, необходимо выполнить некоторые подготовительные операции. В первую очередь следует оставить для работы только один объект – модель головы. Для этого в любом из окон проекций выделите объект Head и, щелкнув на нем правой кнопкой мыши, выберите из списка контекстного меню строку Hide Unselected (Спрятать невыделенное). Далее необходимо определить область модели, на которой эти волосы будут расти. Для этого можно воспользоваться модификатором Mesh Select (Выделение сетки), с помощью которого следует выделить область, соответствующую естественному росту волос. Можно также построить сплайны, которые будут определять длину, направление и форму прически. Второй способ предполагает большую свободу в моделировании прически, поэтому им и воспользуемся.
Прежде чем строить сплайны для формы волос, рассмотрим некоторые моменты, связанные с таким построением:
личество сплайнов для создания прически нужной формы;
ь порядок их следования.
вниз вдоль правой стороны лица (рис. 14.134).
Рис. 14.134. Первый сплайн, определяющий форму волос
Проверьте положение сплайна во всех окнах проекций – он должен иметь форму первого локона волос и не должен пересекаться с поверхностью модели головы.
СОВЕТ
При создании сплайнов можно использовать минимальное количество вершин для построения базовой формы локона волос с последующим наращиванием вершин до необходимого количества.
Постройте новый сплайн на затылочной части головы или копируйте и подредактируйте созданный.
Продолжите построение сплайнов с таким расчетом, чтобы по периметру головы расположилось от 10 до 15 сплайнов (рис. 14.135).
Рис. 14.135. Форма и расположение сплайнов относительно модели головы
После построения сплайнов убедитесь, что они принадлежат одному объекту и располагаются по номерам в порядке следования. Если этого не произошло в процессе построения (я при построении новых кривых копировал сплайны на уровне подобъектов), то выполните следующие действия.
1. Выделите первый сплайн, расположенный справа от лицевой части модели головы.
2. В свитке Geometry (Геометрия) щелкните на кнопке Attach (Присоединить), в результате она выделится цветом.
3. В окне проекции Top (Сверху) последовательно выберите все построенные сплайны, продвигаясь по кругу вправо.
Теперь можно применить модификатор для создания волос на основе сплайнов. Для этого выделите построенные сплайны и на командной панели выберите из списка модификаторов строку Hair and Fur (WSM) (Волосы и мех (WSM)).
Прежде чем настраивать отображение, установим источник света, который будет генерировать тень от волос.
ВНИМАНИЕ
Для генерации теней модификатором Hair and Fur (Волосы и мех) используются только направленные источники света типа Target Spot (Направленный с целью) или Free Spot (Направленный без цели), к настройкам которых добавляется свиток с параметрами тени для волос.
Чтобы получить на модели головы тени от волос, выполните следующие действия.
1. В свитке Tools (Сервис) настроек модификатора Hair and Fur (Волосы и мех) щелкните на кнопке Render Settings (Параметры визуализации), в результате откроется окно Environment and Effects (Окружающая среда и эффекты).
2. В одном из окон проекций выделите направленный источник света с именем hair_shadow (в вашем случае это может быть любой другой источник света данного типа).
3. В свитке Hair and Fur (Волосы и мех) окна Environment and Effects (Окружающая среда и эффекты) щелкните на кнопке Add hair properties (Добавить свойства волос), в результате чего к настройкам выбранного источника света добавится свиток Hair Light Attr (Свойства источника света для волос).
4. Проследите за тем, чтобы в области Shadows (Тени) свитка General Parameters (Общие параметры) настроек источника света был установлен флажок On (Включить), а в свитке Hair Light Attr (Свойства источника света для волос) – флажок Light Hair (Освещать волосы). В данном свитке можно увеличить значение параметра Resolution (Разрешение), чтобы получить более качественные тени (рис. 14.136).
Вернитесь к настройкам модификатора Hair and Fur (WSM) (Волосы и мех (WSM)). Определите общие параметры модификатора в свитке General Parameters (Общие параметры), установив количество волос (Hair Count (Количество волос)), количество сегментов по длине волоса (Hair Segments (Количество сегментов)), толщину волоса (Root Thick (Толщина волоса) и Tip Thick (Толщина концов)) и т. д. Флажок Interpolate (Интерполяция) должен оставаться установленным, чтобы поверхность волос строилась с учетом интерполяции между сплайнами (рис. 14.137).
Рис. 14.136. Свиток Hair Light Attr (Свойства источника света для волос)
Рис. 14.137. Свиток General Parameters (Общие параметры) настроек модификатора Hair and Fur (WSM) (Волосы и мех (WSM))
В свитке Material Parameters (Параметры материала) укажите параметры, которые будут влиять на отображение волос при визуализации. Образцы цвета Tip Color (Цвет концов) и Root Color (Цвет у корней) определяют соответственно цвет волос на концах и у корней. Параметр Hue Variation (Оттенки цвета) влияет на то, в какой степени цвет волос будет отличаться от указанного в образцах цвета. Параметры Specular (Цвет зеркального отражения) и Glossiness (Глянец) отвечают за блеск волос. Настройте также параметр Self Shadow (Собственная тень) и другие параметры свитка Material Parameters (Параметры материала) (рис. 14.138).
Параметры свитков Frizz Parameters (Параметры вьющихся волос) и Kink Parameters (Параметры курчавости) можно использовать для получения вьющихся волос.
Более важным с точки зрения общих настроек является свиток Multi Strand Parameters (Параметры локонов), позволяющий настраивать вид локонов, создавая пышность и хаотичность прядей волос. Здесь можно задать параметры плотности (Count (Количество)), расширения волос у основания (Root Splay (Расширение у основания)) и на концах (Tip Splay (Расширение на конце)), а также случайное распределение (Randomize (Случайное распределение)) (рис. 14.139).
Рис. 14.138. Свиток с настройками параметров материала волос
Рис. 14.139. Свиток Multi Strand Parameters (Параметры локонов)
ПРИМЕЧАНИЕ
Все вышеописанные настройки формы и отображения волос в значительной степени зависят от формы, длины и расположения сплайнов относительно друг друга. В связи с этим тонкая настройка параметров возможна только в процессе тестовой визуализации. При этом можно редактировать не только параметры модификатора, но и сами кривые на уровне подобъектов.
Кроме построения сплайнов по периметру модели, можно создать единичные сплайны для отдельных локонов (например, челки). В этом случае необходимо снять флажок Interpolate (Интерполяция) в свитке General Parameters (Общие параметры) и настроить отображение локона, используя свиток Multi Strand Parameters (Параметры локонов).
На рис. 14.140 представлена модель головы с созданными волосами.
Рис. 14.140. Результат визуализации модели головы вместе с волосами
В качестве самостоятельного задания попробуйте создать прическу, используя выделенные полигоны на уровне редактирования подобъектов модификатора Hair and Fur (Волосы и мех) и инструменты свитка Styling (Стиль). Кроме того, нажав кнопку Load (Загрузить) в области Presets (Предустановки) свитка Tools (Сервис), можно загрузить предварительно сохраненные стили причесок, а щелкнув на кнопке Save (Сохранить) – сохранить созданную прическу. Эта возможность является хорошим способом создания базовых параметров для последующего их редактирования и точной настройки с учетом особенностей модели.
Всем привет! Меня зовут Алеся. В свободное время я занимаюсь созданием 3d-моделей персонажей. Недавно я закончила новую работу и хотела бы рассказать о ней. В статье речь пойдет о моделировании игрушки с применением модификатора Hair and Fur для создания меха на ней.
Для работы использовались программы: 3d max 2014, V-Ray 3.0, Adobe Photoshop CS5.
Скачать и рассмотреть модель можно по данной ссылке:
1. Моделирование.
1.1. В Photoshop я подготовила основу, по которой будет строится модель. Затем в 3d max сразу в нескольких окнах проекций я разместила плоскость в качестве фона, применив к ней материал с изображением зайца в слоте Diffuse.
Голова.
1.2. Началом работы была обводка полигонами области вокруг глаза. Для этого создаем plane в окне проекции Front, конвертируем ее в Editable Poly. Идем в режим редактирования вершин, размещаем их подобно примеру на рисунке ниже.
1.3. Дальше выделяем одну из граней созданного полигона и двигаем ее в сторону с помощью инструмента Select & Move и зажатой клавишей Shift. Таким образом появляется новый полигон, у которого распологаем вершины согласно контуру глаза.
Этим методом, полигон за полигоном выстраиваем область вокруг глаза, вытягивая ребра и редактируя положение вершин.
1.4. Выделяем граничные ребра кольца полигонов и соединяем их командой Bridge.
1.5. Когда первый ряд полигонов готов, выделяем его внешний контур и применяем Scale, чтобы сформировать следующий ряд.
1.6. Немного меняем расположение вершин согласно исходной картинке. Постепенно выстраиваем область переносицы: выбираем несколько ребер и двигаем их в сторону с Shift.
1.7. Теперь необходимо нарастить еще 2 ряда полигонов и остановиться, дойдя до середины лица.
1.8. Применяем Scale+Shift к граничному Loop, поправляем положение точек относительно референсного изображения.
1.9. Выделяем и клонируем внешний контур граней области лба.
1.10. Новая цепочка полигонов образует затылок и теменную часть при ее повторном перемещении с зажатой Shift .
1.11. Достраиваем нижнюю часть затылка. Вершины на границах затылка и темени свариваем командой Weld или Collapse.
1.12. Теперь берем нижний граничный Loop и тянем его вниз с зажатой Shift. Двигаемся вниз, к шее, наращивая и располагая полигоны, ориентируясь на шаблон. Для этой задачи так же используем команды масштабирования и перемещения.
Глаза.
1.13. Выделяем границы области глаз в режиме редактирования Border и нажимаем Cap.
1.14. Выбираем недавно созданный полигон и жмем Insert Vertex, ставим точку в его центре.
1.15. К указанным граням применяем Connect.
1.16. Оттягиваем центральную вершину, нажав на Use Soft Selection в свитке Soft Selection, чтобы создать выпуклость. Двигаем и другие вершины для придания формы глазу.
1.17. Брови. Выбираем указанные полигоны и жмем Bevel.
Уши.
1.18. В местах расположения ушей к полигонам применяем команду Extrude.
1.19. Редактируем вершины, передвигая их в разных окнах проекций, ссылаясь на рисунок зайца. Снова выделяем верхние полигоны уха и применяем к ним Extrude.
1.20. Повторяем это действие несколько раз, достраивая ухо. Стараемся, чтобы лупы находились на примерно равном расстоянии друг от друга, а полигоны уха были пропорциональны полигонам головы.
Добавляем детали: к выделенным граням применяем команду Extrude с отрицательным значением.
1.21. На кончике и у основания уха образовались треугольники и многоугольники. Убираем их, применяя к ненужным ребрам Remove и свариваем вершины командой Target Weld.
Тело.
1.22. По принципам, описанным выше, строим тело зайца. Берем ребра области шеи и тянем их вниз с Shift, размещая вершины согласно нарисованному шаблону. Повторяем процедуру клонирования еще несколько раз до полного формирования тела зайца.
Конечности.
1.23. К полигонам в местах крепления руки применяем команду Inset в режиме Group.
1.24. Применем Extrude и оттягиваем полигоны в сторону, поправляем положение вершин.
1.25. Следующие полигоны тоже выдавливаем, но теперь вниз по направлению роста руки.
1.27. Подобным образом поступаем с ногами: к полигонам в местах крепления ноги с телом применяем команду Inset в режиме Group. Далее эктрудируем полигоны, как на примере.
1.28. Повторяем это несколько раз до полного образования конечности. К выделенным ребрам применяем Connect, чтобы создать новый Loop и, тем самым, добавить деталировки. Поправляем положение вершин ноги.
Итак, остается применить модификатор Symmetry к модели и Collapse стек.
1.30. Создаем вершину в центре выделенного полигона.
Хвост.
1.31. Применяем Extrude к полигонам на участке примыкания хвоста к телу. Повторяем действие к следующим полигонам и регулируем расположение точек. Хвост готов.
Сейчас модель выглядит симметричной, в жизни такого не бывает. Даже если игрушка не ручной работы, она все равно будет со своими изъянами, недочетами, мелкими несоответствиями в размерах деталей. Поэтому необходимо немного «покрутить» модель, изменить форму одного уха посредством перемещения вершин, добавить складок на участках сгибов лап и т.д.
1.32. Чтобы сделать складки, нужно нарезать инструментом Cut и экструдировать определенные ребра, после этого убрать некоторые из них командой Remove во избежание появления лишних треугольников. Аналогично создаются пальцы на лапах. Таким же образом сделаем рот и нос, добавим деталей бровям.
1.33. Еще необходимы швы в местах соединений отдельных частей тела игрушки, чтобы показать, что она не цельнокроенная.
Усы.
1.34. Создадим сплайн по форме усов, редактируя его точки в режиме Bezier в разных окнах проекций.
Содаем дубликат уса и отзеркаливаем его по горизонтали. После этого добавляем положению вершин новго уса рандомности, чтобы он отличался от предыдущего.
1.35. Завершающий штрих - нитки, которые обычно пришивают, чтоб подчеркнуть углубления на участках пальцев и рта. При выделенных ребрах нажмем Create Shape From Selection.
1.36. Выберем созданный сплайн и поставим в его параметрах галочки Enable In Renderer и Enable In Viewport, Generate Mapping Coordinates, зададим толщину. Применим сглаживание к модели.
2. Развертка.
2.1. Накладываем на модель материал с картой Checker для контроля развертки в будущем и применяем к ней модификатор Unwrap UVW. Отключаем автоматические швы Show no Seams (для ранних версий) или Map Seams для версии 3d max 2014 .
2.2. Финальным штрихом моделирования тела кролика было создание на нем швов в местах крепления конечностей и головы с телом. Эти же швы будут присутствовать в развертке.
Нажмем Alt+X, сделаем зайца полупрозрачным, чтобы было удобно добраться до всех ребер. Заходим в подобъекты Edge и выделяем грани, образующие швы, используя Loop.
2.3. Не снимая выделения кликаем на Edge Selection to Seams. Новые швы подсвечены синим.
Так же воспользуемся командой Point-to-Point Seam в режиме редактирования вершин, выбирая их одну за другой по порядку (можно через одну или через несколько) вдоль по линии пути шва.
2.4. Когда тело поделено швами на части, выделяем любой из фейсов одной из них и нажимаем Exp.Face Sel to Seams.
2.5. Так мы выбрали все фейсы данного куска и теперь его развернем.
Сначала правильно расположим плоскость проецирования развертки данного куска: кликнем Planar Map, далее Best Align. Теперь можно нажать Pelt.
Кнопка Start Pelt проведет симуляцию растягивания данной детали, а Start Relax расслабит в нужных местах и подкорректирует ее при надобности. Если внешний вид детали устраивает, кликаем Commit.
В процессе создания развертки некоторые ее части могут быть перевернуты или неправильно отзеркалены. Их редактирование не займет много времени, если применять инструменты Mirror и Rotate в UVWs-эдиторе. Еще иногда необходимо двигать точки, чтобы избавиться от нежелательных пересечений фейсов.
2.6. По такому принципу, выбирая новые куски развертки и применяя к ним Pelt, разворачиваем модель полностью, делаем рендер развертки.
3. Настройка материалов.
Схема использования материалов для данной модели
Предварительно необходимо назначить каждому участку на теле зайца свой ID. Потом применить Multi/Sub-Object material к модели и проследить, чтобы ID совпадали с нужными материалами.
Базовым материалом для мягкой игрушки послужит ткань с текстурой типа флиса. Из этой же ткани, только другого цвета, будут сделаны детали: живот, внутренние части ушей, лапы, хвост.
Текстуры, используемые в проекте
Мне хотелось, чтобы кролик был не просто коричневым, но еще и пятнистым в некоторых местах. Для этого необходимо было заранее нарисовать маску в фотошопе, используя рендер развертки в качестве ориентира.
Готовая маска для меха:
Теперь можно использовать ее в базовом материале меха в слоте Mix Amount. Под белым будут обозначены участки основного цвета, а под черным – пятна потемней.
Материал бурого меха
Материал темного розового меха для внутренней части ушей
Материал светлого розового меха для живота
Материал белого меха для хвоста и лап
Материал глаз
Отдельными объектами сделаны усы и нитки.
Материал усов
Материал ниток
4. Создание меха с помощью модификатора Hair&Fur.
Когда все приготовления осуществлены, приступаем к работе с мехом.
Для начала, давайте определимся, на каких участках тела мех нам необходим, а какие останутся без него.
В процессе создания игрушки я решила, что мех будет покрывать всего кролика, за исключением некоторых его участков на теле, вроде глаз или внутренней части ушей. Соответственно нам нужно применить модификатор Hair&Fur не на всю модель, а только на некоторые ее части.
Так что же теперь, долго и нудно «тыкать» на каждый полигон, чтоб выделить все те, на которых будет мех? Без сглаживания модель конечно не много весит, но, все равно, 2500 полигонов вручную выбирать неохота никому. А если ее сгладить, то полигонов станет в 4 раза больше.
Есть вариант воспользоваться картой для регулирования длины меха, применив ее на слот Scale в General Parameters, но я поступила по-другому.
4.1. Применяем модификатор Mesh Select к кролику. Заходим на уровень полигонов. В поле Select by Material ID вводим цифру «1».
4.2. Так мы выбрали все нужные полигоны тела. Добавим к ним полигоны хвоста, морды и живота, т.к. на них тоже предполагается мех. Не снимая выделения с полигонов тела, нажимаем Ctrl и выделяем указанные участки.
4.3. Теперь необходимо дать имя выделенной группе полигонов. В поле Create Selection Sets вводим имя группы, например «rabbit» и жмем Enter.
4.4. Кликаем Copy в Named Selection Sets. В открывшемся окне выбираем слово «rabbit» и жмем ОК.
4.5. Применяем к модели модификатор Hair&Fur и что мы видим? О, да, это поистине ужас.
4.6. Испугались? Это только начало. Идем дальше.
Входим в подобъект полигонов и нажимаем на Paste в Named Selection Sets. Нужные полигоны зажглись красным, но с мехом ничего не произошло. Он как рос отовсюду, так и продолжает это делать.
4.7. Но это поправимо, не страшно. Буферу нужно просто осознать изменения и провести их обновление. Нажимаем на Updade Selection и ждем.
4.8. Вооот… Уже лучше. Теперь волосы растут только на выбранных участках, окрашенных в красный. Это видно не отчетливо из-за неоткорректированной длины меха, что будет нашей следующей задачей.
Перед тем, как описывать дальнейшие действия, я бы хотела сделать небольшое отступление. При создании даной модели я не пользовалась следующими ходами, но, возможно, кому-то они пригодятся, кто захочет повторить эту игрушку или сделать по ее прототипу подобную.
Рассмотрим пример, когда нам необходимо, чтоб мех покрывал все тело зайца, но на некоторых участках разнился, допустим, отличался по длине. Эта его функция может быть реализована несколькими способами.
Как я уже говорила выше, можно воспользоваться черно-белой картой, нарисованной предварительно в 2d-редакторе: кинуть ее в слоты, регулирующие длину волос (Scale или Cut Length) в свитке General Parameters.
Другой способ – сделать второй слой меха на модели.
Пример: на всем теле мех одной длины, на животе – в 2 раза короче.
Для этого, как и ранее, к модели применяем Mesh Select, выбираем все полигоны с ID 1, добавляем к ним участок хвоста. Именуем их «rabbit long» и копируем в буфер обмена.
Применяем к зайцу Hair&Fur. Входим в раздел полигонов, вставляем только что выбранные нами в Named Selection Sets, апдейтим, ждем, получаем мех.
Теперь сделаем еще один слой меха, только короткого. Снова применяем модификатор Mesh Select прямо поверх Hair&Fur, т.к. нам нужно сделать новую выборку полигонов живота. Просто перейти на нижний уровень Mesh Select (тот, что под Hair&Fur) мы не можем, т.к. изменения, сделанные в нем, повлияют на внешний вид меха первого уровня.
Итак, применяем Mesh Select. Кролик теперь кажется лысым во вьюпорте. Заходим на уровень полигонов. В поле Select by Material ID вводим цифру «5», т.к. этой цыфре соответствует область полигонов живота. Называем выборку «rabbit short» и копируем.
Заходим в подобъекты Polygon и вставляем выборку «rabbit short» в Named Selection Sets, нажимаем Update, ждем.
Не сказать, что отчетливо, но видно что образовался новый, другой слой меха.
Для наглядности различий между слоями меха во втором я слегка изменила его цвет и процент Scale, понизив его до 20%, чтоб сделать мех короче.
На этом отступление заканчивается. По изложенному выше принципу вы можете сделать и 3, и больше слоев меха на одном цельном объекте, не нуждаясь в его разделении на части.
Возвращаемся на шаг редактирования длины и других параметров меха.
4.8. Когда мы определились с тем, на каких участках тела зайца будет расти мех, самое время подумать о его характеристиках. Сейчас мех выглядит слишком длинным, нужно это исправить посредством изменения длины волоса – понизить Scale до 20%.
Также необходимо уменьшить толщину корня Root Thick до 4 и добавить количество волос в Hair Count, т.к. 10 000 ворсинок для игрушки слишком мало. Нормальное количество – 200 000/300 000. При нем не так долго идет рендер и визульно волос кажется достаточно.
4.9. Внизу свитка есть вкладка Display. В ней мы можем регулировать количество волос, которое будет показано во вьюпорте. Во вкладке Max. Hairs (максимальное количество отображаемых на экране волос) можно задать небольшое значение, вроде 10 000 и процент видимых волос. Это никак не повлияет на финальный результат и внешний вид модели на рендере, но значительно ускорит процесс и работоспособность компьютера – он не будет тормозить при формировании укладки прический кролика.
4.10. Еще необходимо покрутить параметры свитка Frizz Parameter, с помощью которого можно слегка завить волос. Frizz Root (кудри у корней) поставим на 17, Frizz Tip (кудри на кончиках) - на 140. Frizz X/Y/Z Freq. характеризует частоту завитков вдоль каждой из осей – этот параметр оставим по умолчанию.
4.11. Следующий шаг – прическа.
На данный момент мех просто торчит в разные стороны, а нам необходимо, чтоб он торчал в нужном направлении и лежал так, как обычно лежит на игрушке.
Для создания укладки необходимо войти в режим стайлинга - кнопка Style Hair. Тогда поверх маленьких ворсинок образуются оранжевые Guides – направляющие, с помощью которых можно регулировать положение волос.
4.12. Удобно укладывать мех в окне Front, но так же необходимо постоянно следить за ним и в других окнах.
4.13. Вдоль линии швов мех нужно разделить по обеим сторонам. Сначала поправим мех вдоль центрального шва. Для этого выберем корни данного участка с помощью Select Guide by Root в свитке Selection и стрелочки Select в свитке Styling. Убедимся, чтобы были выбраны только корни с левой стороны лицевой части головы от центральной линии симметрии и в выборку не попали корни с затылочной части. Для выбора нужных корней воспользуемся клавишей Ctrl, как обычно, а для снятия выбора с ненужных воспользуемся Alt. Выбранные корни подсвечены светло-зеленым, почти белым, не выбранные - синим. Выбранные волосы подсвечены оранжевым, не выбранные - желтым.
4.14. Дальше жмем Select Whole Guide (выбор волоса целиком) в свитке Selection и Hair Brush (расческа) в свитке Styling. Увеличиваем диаметр кисти для удобства использования инструмента и приглаживаем волосы влево в окне проекции Front и немного вперед от лица в окне проекции Left.
4.15. Точно так же выбираем волос справа и приглаживаем его.
4.16. После этого данным методом нужно разделить волос на затылке. Укладку тут удобней проводить в окне проекции Back. Выделяем сначала левую часть корней относительно середины, разглаживаем волосы. После повторяем действия с правой частью.
4.17. Чтобы лучше пронаблюдать изменения, выйдем из режима стайлинга и увеличим количество отображаемых волосков. На проекции Top теперь хорошо читается пробор вдоль центрального шва на голове.
4.19. Укладка смотрится уже не такой скучной, но чего-то не хватаем все же. Давайте «распушим» хвостик кролику: увеличим длину ворса на хвосте с помощью команды Scale в свитке Select. Для этого выделим волосы области хвоста и проведем по ним в сторону с включенной Scale.
4.20. Теперь это не хвост, а веник. Его надо подстричь: выберем Hair Cut (ножницы) и понажимаем в нужных местах, чтоб убрать лишнюю длину вокруг хвоста.
4.21. Поработаем над лапками – добавим длины и меху на них, причешем и подстрижем его при надобности.
4.22. Удлиним мех на ушах.
4.23. Разделим мех вокруг глаз, т.к. сейчас ворсинки врезаются в полигоны глаз, а это противоестественно. Выбираем понемногу волос по кругу глаза и зачесываем их в сторону от глаза, как-бы открывая его. На примере ниже я намеренно увеличила число отображаемых во вьюпорте волос, чтобы было видно расположение их направляющих относительно глаза. Как видно, ворсинки теперь не пересекают полигоны глаза.
4.24. Осталось немного «помять» зайца, «потрепать» его мех, нарастить длину в области щек и на макушке, расчесать брови и прическа готова.
4.25. Когда волос лежит так, как мы хотим, создадим для него материал.
Сейчас мех кролика выглядит скучноватым по цвету: оттенок не тот, да и смущает его однотонность. Поэтому разбавим его пятнышками на ухе, глазе и спинке. Еще хочется, чтоб хвостик был беленьким, а животик розовым – тогда мех «заиграет».
Для этого воспользуемся картами, предварительно нарисованными в 2d- редакторе по развертке модели: закинем их в слоты Tip Color и Root Color. Tip Color – цвет кончиков; карта для него отличается от карты для корней Root Color тем, что светлее и ярче нее на 25%.
Важный момент: чтобы карты в полной мере повлияли на цвет меха, необходимо задать белый цвет напротив слотов Tip Color и Root Color. Specular Tint тоже сделаем белым.
Также нужно снять галочку Tip Fade: она отвечает за прозрачность кончиков, что хорошо, и увеличивает время рендера, что плохо.
Другие значения оставляем по умолчанию, меняем только значение Glossiness на 65%.
5. Настройки освещения и рендера.
Модель готова и осталось только отрендерить ее. Напомню, что рендер был произведен в системе рендеринга V-Ray 3.0.
Первое, что нужно сделать, чтобы мех рендерился – нажать клавишу «8» на клавиатуре (Environment end Effects/Effects). В открывшемся окне включить галку Active и выбрать mr prim в опциях Hair and Fur.
Используемые источники света:
Настройки камеры
Настройки рендера
HDRI
6. Постобработка.
Изображение на выходе из буфера выглядело так:
На этом закончу. Спасибо, что прочли эту статью! Если возникли вопросы - пишите, звоните
Иногда при 3D моделировании требуется создать что-нибудь пушистое... Нет, конечно в этом уроке речь пойдет не о котятах (хотя когда-нибудь мы, может и затронем эту тему), а обо всем том, что имеет поверхность, состоящую из мелких волосков. В интерьере это ковры, различные меховые изделия, в архитектурной визуализации - трава, а при включении в сцену людей - их волосы.
Так вот, чтобы создать объекты, состоящие из множества волосков, или ворсинок, используется очень полезный модификатор - Hair and Fur, дословно «волосы и шерсть». И сегодня мы разберемся, как им пользоваться, и займемся созданием с помощью него реалистичного ковра, меха и волос.
Итак, давайте разберемся что это за модификатор и где его искать. Знакомые с уже знают, что все модификаторы находятся во вкладке Modify в выпадающем меню Modify List. Я создала куб, чтобы увидеть все «фишки», которые я могу к нему применить, в том числе и Hair and Fur. Смотрите скриншот:
Давайте применим его к нашему объекту, чтобы увидеть, что получится. Выбираем куб/Modify/Modify List/находим наш модификатор. Вот такой волосатый кубик у меня получился.
Теперь давайте рассмотрим основные настройки наших ворсинок. Листаем свиток вниз, до вкладки General Parameters.
Рассмотрим их поподробнее:
- Hair Count . Параметр, отвечающий за количество ворсинок.
- Hair Segments . Отвечает за количество сегментов - чем больше значение, тем более гладкой получится форма нашего волоса.
- Hair Passes . Отвечает за количество просчетов на рендере.
- Density . Показывает насколько плотно поверхность засажена ворсом. 100 - максимальное значение.
- Scale . Масштаб волосков.
- Cut Length . С помощью этого параметра можно обрезать ворс по заданной высоте.
- Rand. Scale . Отвечает за разнообразие в длине волосков. То есть, какие-то из них будут короче, а какие-то длиннее. Меньшее значение дает меньшую разницу в высотах.
- Root Tick . Толщина основания.
- Tip Tick . Толщина кончика.
- Displacement . Выдавливает корни волос из поверхности объекта-источника. По умолчанию всегда стоит 0.
Регулируя эти настройки можно достаточно легко и быстро получить реалистичную модель ковра, шести животного или волос. Чем мы и займемся.
Быстрое создание ковра с помощью Hair and Fur
Для начала создадим основу для нашего ковра. Выбираем меню Create/Shape/Rectangle.
Создаем прямоугольник и задаем ему параметры во вкладке Modify. Пусть его размер будет 1000×1000 мм. А также сделаем ему скругленные края, на 100 мм. Смотрите скриншот ниже.
Сейчас у нас это просто контур, а нам надо его заполнить. Применяем к нему модификатор Garment Maker. Это позволит нам получить плоскость, хаотично разбитую на полигоны.
Далее применяем модификатор UVW Map из того же списка модификаторов. Он нам понадобится в том случае, если мы далее захотим добавить на ковер текстуру. Осталось только применить Hair and Fur. Вот, что у меня получилось:
Пока похоже больше на заросшую лужайку, чем на ковер. Чтобы получить нужный результат, введем параметры, как на скриншоте:
При рендере получился симпатичный зеленый коврик, с достаточно длинным ворсом.
Однако, в интерьере такое покрытие будет смотреться странно, ведь ворсинки не могут стоять чисто вверх. Гораздо реалистичнее будет, если мы их немного примнем, будто по нему походили. Для этого крутим свиток вверх и находим инструмент Hair Styling. Он позволит нам без проблем изгибать наш ворс в любом направлении.
Жмем на кнопку и шариком в хаотичном порядке приминаем волоски. Не забываем отжать кнопку Finish Styling.
Осталось только натянуть нужную текстуру и все - наш ковер готов и смотрится довольно реалистично!
Создание волос на голове человека
Волосы можно создать тем же путем. Но нужно выделить необходимые полигоны на голове 3d-модели человека, затем просто скопировать их в сторону, как отдельный независимый объект. А уже к этому объекту применить модификатор Hair and Fur, после чего заниматься настройками прически. Вот еще вариант работы с волосами (смотрим видеоурок):
В поставку 3D Studio MAX входит множество разнообразных модулей, упрощающих моделирование и динамику и позволяющих сделать сцены более реалистичными. В их числе - модуль Hair and Fur (ранее существовал как дополнительный, но начиная с версии 7.5 интегрирован в пакет), который позволяет моделировать волосы и создавать прически из них, а также получать мех, шерсть животных, траву и даже имитировать скопления некоторых объектов (можно, например, создать букет или цветущую поляну из одного цветка, лес из одного дерева и т.п.). С некоторыми приемами использования данного модуля мы и ознакомимся в этом уроке.
Теоретические аспекты
Модуль Hair and Fur обеспечивает формирование волос или меха на базе геометрических поверхностей самых разных типов (mesh , poly , nurbs и patch ) либо набора кривых-сплайнов. Более того, при желании одной и той же поверхности может быть назначено более одного варианта Hair/Fur-систем, что позволяет добиваться более интересных эффектов (например, получить мех с подшерстком, добавить к покрытой мехом голове животного бакенбарды и т.п.). Теоретически для создания с помощью названного модуля волос или меха достаточно выделить исходную поверхность и назначить ей одноименный модификатор из группы World -SpaceModifiers (рис. 1), а затем настроить параметры модификатора по своему усмотрению, определив область покрытия волос, их геометрию и динамику.
Рис. 1. Назначение модификатора Hair and Fur
Однако на практике все оказывается не так просто, поскольку спектр параметров у данного модификатора очень велик. В частности, предусмотрены возможности настройки плотности распределения волос по поверхности (Density ), их цвета у основания волос и на кончиках (Root Color и Tip Color ), толщины (Root Thick и Tip Thick ) и длины (Scale и CutLength ), уровня спутанности прядей (секция Kink Parameters ), наличия завитков (секция Frizz Parameters ) и т.д. Кроме того, допускается корректировка вида волос в визуальном редакторе причесок (секция Styling свитка Tools ) с помощью таких инструментов, как расческа для волос (HairBrush ) и ножницы (HairCut ), которые позволяют изменить вид волос не на всей модели (как параметры), а только на определенных участках поверхности. Например, можно расчесать отдельные пряди волос, завить их, обрезать, приподнять, собрать в пучки, покрыть лаком и т.д. И это еще не все - требуется также произвести настройку параметров материала, используемого для визуализации волос, создать подходящее освещение сцены, определить характер формирования теней и, возможно, изменить параметры самой визуализации (в частности, выбрать другой визуализатор), что также потребует немало времени и усилий.
Настройку осветителей и генерацию теней нужно производить с учетом того, в каком режиме будет выполняться рендеринг. Предусмотрены три различных режима рендеринга: Buffer, Geometry и MR prim. Нужный режим активируется через меню Rendering=>Effects (Визуализация=>Эффекты) - рис. 2. По умолчанию устанавливается режим Buffer , в котором учитывается освещение только от источников типов Omni и Spot , единственным допустимым типом теней для элементов Hair/Fur-объекта в данном случае могут быть только тени Shadow Map . Наилучшие результаты обеспечивает режим MR prim , в котором поддерживаются все типы источников и теней и возможна настройка глобального освещения (Global Illumination, GI). В данном режиме в качестве визуализатора используется Mental Ray , который, естественно, предварительно должен быть указан в качестве активного визуализатора (команда Rendering =>Render=>Common , свиток AssignRenderer ). Независимо от выбранного режима процесс визуализации потребует очень много времени, существенными окажутся и затраты системных ресурсов, что особенно заметно при работе с высокополигональными моделями. Поэтому создавать волосы или мех рекомендуется только на базе низкополигональных объектов с хорошей топологией и примененным к ним модификатором MeshSmooth и ограничивать сферу воздействия модификатора лишь теми областями, где волосы действительно необходимы. В случаях, когда требуется получить волосяной покров для высокополигональных mesh-поверхностей, предварительно следует уменьшить число полигонов поверхности до приемлемого, а если это невозможно, то строить волосы по созданному вручную набору сплайнов, что очень трудоемко.
Создание волос на базе геометрической поверхности
Как уже было отмечено, генерировать систему волос или меха можно сразу на геометрической поверхности (то есть на той поверхности, которая должна быть покрыта волосами) либо на базе предварительно созданного набора сплайнов. Рассмотрим оба варианта на практике. Для примера создайте новую сцену с обычным шаром (рис. 3). Выделите шар, активируйте панель Modify и назначьте шару модификатор Hair and Fur - на шаре появятся отдельные волосы, разбросанные случайным образом (рис. 4). Полученный результат в окне проекции будет мало напоминать реальные волосы или мех, поскольку количество волосков незначительно - это связано с тем, что в целях экономии машинных ресурсов в окнах проекции отображаются не все, а лишь единичные волоски. Однако при визуализации можно будет увидеть, что шар имеет покрытие, напоминающее довольно редкий мех (рис. 5). Сделать полученный мех густым и более естественным несложно - достаточно лишь увеличить общее количество ворсинок, регулируемое параметром HairCount (свиток GeneralParameters ), примерно до 60 тыс. (рис. 6). А также подкорректировать цвет мездры (то есть самого шара, которому назначено меховое покрытие) через редактор материалов, поскольку оттенок мездры должен соответствовать цвету ворсинок у корня (Root Color ). Полученный в итоге мех уже вполне походит на настоящий (рис. 7). Сохраните сцену, позже мы к ней вернемся.
При желании у созданного меха можно изменить множество самых разных параметров. Например, сделать ворсинки более скрученными. Для этого придется вручную подобрать значения параметров Frizz Root , Frizz Tip , Kink Root и Kink Tip (свитки FrizzParameters и KinkParameters соответственно), которые регулируют наличие завитков вблизи оснований ворсинок, на их концах и по всей длине волос в целом. А также существенно увеличить уровень их сегментации (параметр Hair Segments в свитке GeneralParameters ) - рис. 8. Либо, наоборот, сделать ворсинки совершенно прямыми, обнулив значения параметров Frizz Root , Frizz Tip , Kink Root и Kink Tip (рис. 9).
Можно изменить длину ворсинок, правда осуществляется это не совсем напрямую, поскольку параметра, который бы позволял задавать длину явным образом, в рассматриваемом модуле нет. В некоторой степени управлять длиной волос можно через параметры Scale (Масштаб) и CutLength (Длина волос в процентном соотношении), расположенные в свитке GeneralParameters , но в данных параметрах длина ворсинок устанавливается неявно - то есть путем определения процента от общей длины. Поэтому с их помощью можно сделать ворсинки короче, а вот удлинить уже не получится. Альтернативным способом управления длиной является их масштабирование в визуальном редакторе причесок, где ворсинки можно не только укоротить, но и удлинить. Попробуем это сделать. Раскройте свиток Styling и активируйте режим работы в редакторе, щелкнув на кнопке StyleHair (Стиль волос). Визуальное редактирование здесь может производиться в одном из трех режимов: HairBrush (Расческа для волос), HairCut (Ножницы для волос) и Select (Выделить) - рис. 10. Режим HairBrush является основным (он устанавливается по умолчанию) и позволяет проводить перемещение, масштабирование, завивку волос и т.п. В режиме HairCut осуществляется стрижка волос, а в режиме Select можно выделять волосы, используя стандартные инструменты выделения. Удостоверьтесь в том, что установлен режим HairBrush , выберите инструмент Scale (Масштабирование), увеличьте размер кисти так, чтобы ее диаметр оказался немного больше диаметра окружности, внутри которой распределены ворсинки (рис. 11), установите кисть в центр шара и перетащите ее при нажатой левой кнопке мыши немного вправо - ворсинки станут длиннее (рис. 12). А теперь зачешем ворсинки вниз - включите режим выделения концов ворсинок, щелкнув на кнопке SelectbyHairEnds (Выделить вершины на концах волос), подберите нужный размер кисти и причешите торчащие в разные стороны ворсинки, опустив их вниз с помощью инструмента Translate (Перемещение) - рис. 13. Когда данным инструментом будут обработаны все концы волос, щелкните на кнопке Recomb (Повторное расчесывание) - это позволит автоматически подобрать наиболее естественное положение волос в том направлении, которое было указано при их расчесывании (рис. 14).
Часть волос несложно обрезать, активировав режим HairCut - сделайте это, перемещая мышь и щелкая в тех местах, где требуется удалить волосы (рис. 15). А затем, переключившись в режим HairBrush , произвольным образом увеличьте длину отдельных прядей инструментом Scale (рис. 16) и сделайте их растрепанными, подобрав значения параметров Frizz Root , Frizz Tip , Kink Root и Kink Tip (рис. 17). В итоге вид волос совершенно изменится (рис. 18). При желании созданные настройки параметров могут быть сохранены в списке шаблонов для дальнейшего использования, для чего достаточно открыть свиток Tools , щелкнуть на кнопке Save в группе Presets и ввести имя шаблона.
Вернемся к сохраненной рабочей сцене с шаром. Полученный в ней мех выглядит весьма неплохо, но несколько неестественно - для исправления ситуации вначале придется заняться установкой осветителей, а затем еще и подкорректировать параметры материала, используемого для визуализации волос, а также увеличить количество проходов при визуализации. Создайте три источника типа TargetSpot и разместите их сверху, слева и справа от шара (рис. 19). Установите для всех трех источников чуть желтоватый цвет и активируйте отображение теней, включив в области Shadows флажок On . Уменьшите интенсивность (Multiplier ) вспомогательных источников (то есть тех, что находятся слева и справа от шара) примерно до 0,7. Если вы сразу проведете рендеринг, то увидите не более привлекательный результат, чем наблюдался до установки источников света (рис. 20).
Дело в том, что для получения естественного меха требуется изменить еще целый ряд настроек. Откройте свиток MaterialParameters и сделайте оттенок в поле RootColor (Цвет волос у корня) немного темнее, чем в поле TipColor (Цвет волос на концах). Увеличьте число просчетов волосяного покрова (параметр HairPasses в свитке GeneralParameters ) до четырех - это сделает ворсинки более нежными и пушистыми (а значит, и более естественными) за счет некоторой полупрозрачности. Для того чтобы получить неоднородный по цветовым оттенкам мех, увеличьте значения параметров HueVariation (Разброс оттенков цвета) и ValueVariation (Разброс яркости) до 30 и 55 соответственно. Немного уменьшите уровень яркости бликов, введя в поле Specular значение 65, и снизьте степень самозатенения ворсинок (то есть уровень интенсивности теней от них), установив для параметра SelfShadow значение 70 (рис. 21). Полученный в итоге мех будет выглядеть уже гораздо более естественно (рис. 22).
Рис. 21. Настройка параметров свитка MaterialParameters
В статье рассматривается метод, который одинаково подходит как для создания реалистичных полигональных волос, так и для физически корректных динамических.
Типы волос
В большинстве 3D-редакторов существует возможность создания динамической системы волос, которая позволяет симулировать поведение волос, развивающихся на ветру, у реалистичного персонажа, или волосы мультяшки, задействованной в анимации. В Maya такие волосы достаточно легко создать с помощью nHair, которая работает с фолликулами, схожими по своим свойствам с человеческими волосами.
При этом каждая отдельная фолликула отвечает за поведение целой пряди волос. В системе волос можно настроить поведение волос и саму прическу.
С помощью динамической системы волос можно получить реалистично выглядящие волосы, подчиняющиеся законам гравитации. Однако nHair-волосы будут довольно заметно перегружать систему, вьюпорт и рендериться вдвое больше. Примером того, как динамическая система волос выглядит на практике, может стать любой анимационный фильм, снятый за последние пару лет.
Например, в мехе Салли из «Университета монстров» около 5,5 млн. отдельных волосинок. Этот метод помогает достаточно быстро получить реалистично выглядящий результат.
Более традиционный подход заключается в использовании затекстуренного меша. Конечно, результат такого подхода не будет таким же реалистичным, каким бы он был при выборе в пользу динамической системы волос, но он сработает, если вы хотите сэкономить время и усилия, не гонясь за качеством волос у персонажей Pixar’а.
Этот метод также называется «игровые волосы», поскольку он применяется даже сейчас для создания волос игровых персонажей. Основная причина использования такого подхода заключается в том, что игры рендерятся заранее, а динамический просчет потребует множество ресурсов и времени.
Конечно, при таком подходе и отказе от динамической системы волос, волосы персонажа не будут с ним как-то взаимодействовать. Риггеры из геймдев студий фиксят это создавая ригг для отдельных прядей волос или, например, волос, собранных в пучок или конский хвост, таким образом, аниматоры все еще могут создавать движения волос, делая их менее статичными и более реалистичными.
Эти полигональные или «игровые» волосы состоят из множества отдельных полигональных прядей с текстурами и картами прозрачности. Необходимая прическа создается именно из этого полигонального меша. Конечно, результат не будет таким же физически корректным и реалистичным, каким бы он был с помощью nHair, но настройка и рендер таких волос не займут много времени.
Настройка и рендер динамических волос могут стать настоящим испытанием, которое займет нереально много времени, если вы не знакомы с nHair.
Настройка полигональных волос
Описанный в статье достаточно простой и понятный подход можно применять не только в Maya, но и в любой другой программе.
С помощью инструмента EP Curve Tool создайте базовую форму волос, исходя из примера выше.
После того, как вы получили удовлетворительный результат и базовую форму, выполните команду Edit Curves > Rebuild Curve > Option box.
В опциях ребилда кривой необходимо определиться с числом спанов, например, число четыре вполне подойдет. Таким образом, у каждой кривой будет четыре контрольных точки или CV, что поможет для выполнения команды Loft.
Теперь выберите все созданные кривые и выберите опции команды Surface > Loft. В опциях переключитесь на полигональный тип геометрии и квады.
Результат должен быть похожим на пример выше. Нажмите троечку, чтобы перейти в режим предпросмотра засмуженной геометрии.
Таким образом, можно перейти к созданию отдельных прядей волос, опираясь при этом на свеже созданный меш. Можете настроить для шейдера небольшую прозрачность, чтобы облегчить процесс работы.
Затем выберите поверхность и выполните команду Make Live в опциях инструментов привязки. Теперь любая EP-кривая будет автоматически привязываться к поверхности.
Можете применить предыдущий метод использования инструмента EP curve tool, но помните о том, что будущая прическа должна быть «слоеной» и состоять из нескольких отдельных мешей.
На картинке можно увидеть, что кривые, созданные на основании прокси-прически, превратились в новые поверхности, пройдя процедуру лофта.
Продолжайте создавать небольшие полигональные меши, повторяющие форму прокси-прически.
После того, как все составляющие прически созданы, самое время перейти к UV-развертке. Этот процесс обещает быть очень легким, поскольку разворачиваемый меш очень простой.
Выберите один из мешей и перейдите в редактор UV-разверток Window>UV Editor. В UV Editor вы увидите что-то, похожее на пример выше. Это значит, что UV находятся за пределом пространства редактора от 0 до 1.
Пофиксим это. Выполните команду Polygons > Layout > Options, установив режим масштабирования на Stretch to region, таким образом меш идеально впишется в пространство редактора от 0 до 1.
Теперь осталось только создать текстуру волос. Проще всего найти подходящую на ваш взгляд текстуру в Интернете. Помните о том, что вам придется сохранять ее альфа канал, поэтому формат TGA очень даже подойдет.
В Maya создайте любой новый материал, например, Lambert, и навесьте на него текстуру волос, найденную вами на просторах Интернета или созданную в Photoshop.
Получаем респектабельно выглядящие волосы, на создание которых ушло совсем немного времени
Настройка nHair
Как уже упоминалось ранее, с помощью этого урока вы не получите настоящие динамические волосы, для которых необходимо создавать полноценную систему nHair. Кроме того с помощью динамических волос не всегда можно получить ту прическу, которую вы хотите, метод «игровых» же волос более гибок.
С помощью EP Curve Tool можно создать и стилизовать необходимую для персонажа прическу
После создания кривых можно использовать команду Loft, чтобы получить прическу
Кривые, созданные с помощью инструмента CV Curve Tool, должны повторять по форме прокси-волосы. На основании этих кривых будут создаваться динамические волосы. Вы можете придать этим кривым форму, необходимую для создания прически.
Для создания системы волос необходимо создать новую NURBS-плоскость, выбрать ее и выполнить команду nHair > Create Hair.
Таким образом, все созданные кривые превращаются в систему волос, повторяющую по форме прическу персонажа
Выделите волосы и перейдите в ноду hairSystemShape1, чтобы настроить некоторые атрибуты системы волос. Например, можно навалить параметр Hairs Per Clump, чтобы повысить густоту волос.
Чтобы лучше понимать, как воздействует тот или иной атрибут на волосы, поиграйте с опциями. Очевидно, что nHair смотрится намного реалистичней традиционных полигональных волос.
Помните, что если вы хотите, чтобы волосы подчинялись законам динамики, развевались на ветру или колыхались при повороте головы персонажа, вам придется потратить немного больше времени на настройку атрибутов и получение желаемых результатов.