З чого складається модель персонажа (початкова вистава)

По-перше, почати варто з того, що таке модель.Модель (у широкому розумінні) -образ або прообраз (зразок) к.-л. об'єкта або системи об'єктів ("оригіналу" даної М.), що використовується за певних умов як їхній "заступник" або "представник".

Змоделювати можна як виключно зовнішній вигляд того чи іншого об'єкта, так і складнішу сукупність його параметрів та якостей. І коли ми говоримо про модель персонажа, можна мати на увазі як зображення виключно його зовнішнього вигляду (щось на кшталт фото на паспорт або статуетки), так і детальніше опрацювання властивостей персонажа - руху, міміка, характер.

Форма предмета навколишнього світу може бути відображена за допомогою одного або декількох об'єктів, що візуалізуються (renderable).

Колір поверхні об'єкта визначається за допомогою матеріалу, що застосовується до об'єкта.

Слово "модель" часто можна почути стосовно саме такої сукупності об'єктів, що візуалізуються, які фактично відображають тільки форму і колір того чи іншого предмета. Загалом це теж правильно.

Але ми в нашому уроці розглянемо, як створити більш повноцінну модель, яка не лише відображає зовнішній вигляд, а й дозволяє надавати персонажу різні пози, вирази обличчя та власне здійснювати анімацію.

Анімація у програмах тривимірного моделювання нагадує лялькову анімацію у реальному світі. Світ лялькового мультфільму складається з декорацій, в яких відбувається дія різних пасивних предметів, а також самих персонажів. У програмах тривимірного моделювання, (принаймні у досить потужних програмах) є всі ті артефакти, які використовуються при створенні лялькового.мультфільму: камери, джерела світла, безпосередньо об'єкти. Камери та джерела освітлення практично дані нам спочатку, а все інше доведеться моделювати.

Персонаж лялькового мультфільму складається з жорсткого каркаса, який дозволяє надавати йому потрібні пози, і м'якої оболонки ("шкури"), в яку поміщений цей каркас. У програмах 3d моделювання все абсолютно аналогічно, тільки жорсткий каркас називають скелетом або системою кісток. Кожна кістка кістяка є самостійним об'єктом.

Вираз обличчя лялькових персонажів зазвичай моделюється не за допомогою жорсткого каркаса, а здійснюється за допомогою заміни самої особи або окремої її частини. У 3d світі ці операції здійснюються за допомогою так званого морфінгу (докладніше у розділіmorph ).

Анімація в 3d пакетах значно простіша за звичайну лялькову анімацію, оскільки тут не треба задавати позу персонажа для кожного кадру, достатньо позначити лише ключові (key ) кадри, не треба закріплювати "скелет", щоб він не впав.

Далі ми познайомимося з тим, як створити скелет для анімації, змоделювати шкуру, розфарбувати її потрібним чином, створити найпростішу міміку, прив'язати шкуру до скелета. Але, перш ніж приступити безпосередньо до моделювання, необхідно ознайомитися з рекомендаціями, як правильно і ефективно працювати, в тому числі, як не втратити одного разу все, що нажито непосильною працею, якщо раптом станеться глюк.

Початкове уявлення про об'єкти

По своїй ролі, об'єкти можуть бути поділені на візуалізовані та допоміжні. Об'єкти, що візуалізуються, використовуються для відображення зовнішнього образу предметів навколишнього світу. За своєю природою вони можуть бути будь-якими, головне, щоб вони так чи інакшевідображалися в остаточно візуалізованій сцені.

Допоміжні об'єкти не візуалізуються, але відіграють важливу роль при анімації, висвітленні, відображенні, імітації фізичних властивостей. Допоміжні об'єкти так само можуть бути за своєю природою будь-якими - камери, джерела освітлення, системи кісток ("скелети"), об'єкти, що допомагають орієнтуватися у просторі при створенні сцени тощо. Об'єкти, що візуалізуються в деяких ситуаціях можуть так само служити і допоміжними об'єктами.

Об'єкти, що візуалізуються, можуть мати практично будь-яку форму, але для того, щоб цю форму можна було зберігати в пам'яті комп'ютера, всі об'єкти представляються як набір геометричних примітивів, які можуть бути описані за допомогою формул і чисельних параметрів. Найбільш поширений метод опису геометричних об'єктів - представлення їх як багатогранників. Як відомо, багатогранник складається з граней (face ) і вершин (vertex ), будь-яка грань може бути розділена на n-ну кількість трикутників. Кожна вершина має свої координати у тривимірному просторі (x, y, z) та свій порядковий номер. Кожен трикутник має свій порядковий номер і описується за допомогою перерахування трьох номерів вершин, між якими він натягнутий. Об'єкти, що описуються таким чином, називаються каркасом (mesh ).

Метод представлення тривимірних об'єктів за допомогою mesh, далеко не єдиний, можна описувати об'єкти та за допомогою математичних формул, що задають їх поверхню. Але на сьогоднішній день методmesh є загальноприйнятим і широко поширеним, підтримується у відокартах на апаратному рівні. Об'єкти можуть моделюватися і представлятися користувачеві по-різному, але перед тим, як здійснюється візуалізація абовідображення у вікнах проекцій у режимі відтінку (shading), все одно відбувається перетворення на об'єкт mesh.

Багато допоміжних об'єктів (камери, джерела світла, сповіщувачі (деформатори), імітатори фізичних сил) взагалі не можуть бути візуалізовані, оскільки у них не передбачена можливість перетворення в mesh. Вони використовуються для того, щоб керувати формою об'єктів, які зводяться до mesh (надавати їм деформацію), а так допомагати контролювати рух інших об'єктів, як візуалізуються, так і допоміжних. Допоміжні об'єкти, які не можуть бути візуалізовані, відображаються в 3ds MAX за допомогою так званих ікон - конструкцій, побудованих з тонких ліній, що відображаються у вікнах проекції.

На цьому малюнку можна бачити, як відображаються у вікнах проекції об'єкти, які не можуть бути перетворені на mesh і візуалізовані (компас, камера і джерело світла).

Джерело світла висвітлює об'єкти сцени (тут показано джерело типу omni - всеспрямоване).

Компас служить для того, щоб можна було підібрати освітлення, прив'язуючись до сторін світла, географічного положення та часу доби. До копмасу додається своє джерело світла (тут не видно), становище якого змінюється в залежності від того, які параметри ми задаємо для компаса.

Через камеру можна дивитися на сцену, керуючи її параметрами приблизно так само, як і параметрами камери.

Якщо візуалізувати вигляд, представлений малюнку, на кінцевій картинці ми нічого побачимо.

Кожен об'єкт має власну систему координат. Форма всіх об'єктів, які можуть бути перетворені на mesh (а за великим рахунком і тих, які відображаються у вигляді ікон у вікнах проекцій) описуються у власнійсистемі координат. Положення об'єкта задається за допомогою трансформацій (переміщення (трансляція), поворот та масштабування) щодо системи координат батьківського об'єкта. Справа в тому, що будь-який об'єкт може бути прив'язаний до будь-якого іншого (батьківського (parent )) об'єкта. Об'єкт, прив'язаний до батьківського (parent ) об'єкта називається дочірнім об'єктом (child ).

Всі новостворені об'єкти прив'язані до когось нематеріального об'єктаworld - світ, що є глобальну систему координат, у якій розташовуються й інші об'єкти. Розташування (трансляція) об'єкта визначається координатами центру його власної (локальної (local )) системи координат. Поворот об'єкта визначається поворотом локальної системи координат об'єкта (навколо центру) щодо світу (world ), а масштабування - зміна розмірів об'єкта щодо тих, які він має у власній системі координат.

Отже, об'єкт має власну систему координат, у якій задається його форма. Наприклад, якщо йдеться про mesh-об'єкт, то координати вершин задаються в його власній системі координат, і саме в такому вигляді інформація про об'єкт зберігається у файлі та в пам'яті комп'ютера. Положення (координати) вершин у світі (world) перераховується наново щоразу, як об'єкт піддається трансформації (трансляції, вирішенню і масштабуванню), але у описі самого об'єкта координати вершин як і раніше залишаються незмінними. Трансляції об'єкта можна легко анімувати. Можна також анімувати і положення вершин об'єкта в його локальній системі координат, але це здійснюється за допомогою модифікаторів. Модифікатори діють подібно до трансляцій, вони не псують сам об'єкт, не переписують координати його вершин у його.локальної системи координат. Вони просто перераховують ці координати за певними правилами, і перед нами об'єкт постає видозміненим.

Трансляції можуть бути застосовані до будь-яких об'єктів, а модифікатори лише до деяких типів об'єктів. До того ж, на свій об'єкт можуть бути свої модифікатори.