SDS-поверхности

Многоугольники   обеспечивают  скульптурное  моделирование,   однако  для   создания гладких, реалистичных  моделей они  требуют значительного  увеличения  количества  де­ талей.  NURBS-поверхности   обеспечивают  гладкие поверхности,  но  требуют понимания несколько непривычных  парадигм моделирования,  включая такие  концепции,  как сши­ вание, параметризация   и  подстройка. Предоставляя парадигму,  сочетающую в  себе дос­ тоинства  обоих типов   моделирования,    представляют собой  компро­ мисс между гладкими   NURBS-поверхностями   и  скульптурными  возможностями  поли­ гональных  поверхностей.     обычно  используются в    конце  процесса моделирования, чтобы придать моделям  гладкость и  добавить детали. Если  бы это было сделано ранее,  то рабочий процесс  потребовал бы  существенно больших вычислитель­ ных ресурсов. В  этой  главе  рабочий цикл представлен на  примере головы Машизмо, включая моделирование в многоугольниках, предшествующее  ее преобразованию в  SDS- поверхности для  сглаживания и  детализации.

•        Концепция SDS-поверхностей

•        Начнем с шаблона

•        Моделирование  головы

•        Детали, детали  и  

Концепция SDS-поверхностей  

(Subdivision surfaces — subDs) — это гибридная  поверхность,  соче­ тающая  в   себе  многие преимущества  как   NURBS-поверхностей,  так  и  полигональных поверхностей. Подобно  NURBS-поверхностям,  представляют большое количество многоугольников,   которые могут быть увеличены  или  уменьшены по жела­ нию художника. Относительно  небольшое количество  контролирующих поверхность  уз­ лов  (контрольных точек)  обеспечивает  достаточный  уровень гладкости, чтобы  модель выглядела одинаково  хорошо как  при  интерактивном  представлении  на экране компью­ тера, так и  при  визуализации  с  высоким разрешением  для HD (High Definition Video — видео высокого  качества) или  кинофильма. В отличие от  NURBS-поверхностей, которые ограничены применением  в  моделях, состоящих лишь из  четырехугольных фрагментов,  способны использовать полигональные (polygonal) топологии  и  методы моделирования.  Как будет продемонстрировано  вскоре, на практике имеет смысл  начи­ нать моделирование  в   полигональных поверхностях, а  при  детализации  преобразовать их в  .  Фактически наиболее простым является уровень редактирования

объектов  SDS (уровень 0), где фигуры из  SDS-поверхностей совместно используют  вер­ шины многоугольников.

Наибольшее переимущество SDS-поверхностей  заключается в их иерархической природе. Они позволяют создавать уровни с нарастающей степенью детализации и переключаться при моделировании между представлениями с более высоким или более низким уровнем  детали­ зации. Изменения,   внесенные в  модель при  низшем уровне  детализации, распространяются на представления с более высоким уровнем  детализации.  Кроме того, изменение уровней де­ тализации  можно организовать так, чтобы сложные  элементы поверхности  и  мелкие детали на  ней  проявлялись  только  по  мере  необходимости.   Моделирование  деталей  с  помощью NURBS-поверхностей  требует   увеличения   количества изопараметрических    линий  по  на­ правлениям U и V как для отдельного фрагмента, так и для объекта в целом. Этот подход су­ щественно усложняет  модель, что крайне нежелательно. Однако добавление мелких деталей без увеличения сложности  всего объекта потребует от разработчика  высокого мастерства да­ же при  полигональном моделировании.  На рис. 5.1 показано относительное разрешение по­ верхности, необходимое  для каждого способа моделирования.  Обратите  внимание на то, что в середине есть детали, добавленные только там, где необходимо.

Как правило,  сначала создают приблизительную полигональную   версию модели  низ­ кого разрешения, а затем преобразуют ее в  состоящую из  SDS-поверхностей.  После пре­ образования сетка становится весьма гладкой, и  для сохранения резкости  краев  зачастую используется  искажение.

Рис. 5.1. NURBS-поверхность, SDS-поверхность и  полигональная  поверх­ ность, редактируемые инструментом Sculpt (Рельеф). Обратите внимание на разное разрешение каждой из них, а также на дополнительные детали в центре модели, созданной с помощью

Однако     обманчивы, поскольку  способствуют выработке   плохих  привычек   в моделировании.   Известно, что при  полигональном моделировании,  как пра­ вило,  лучше использовать  прямоугольники.  Треугольники  также годятся, но  многосто­ ронних многоугольников   следует  избегать из-за сложностей  при   сглаживании.   SDS- поверхности   отлично сглаживают многосторонние   многоугольники,   но  последние не поддерживаются модулем визуализации  Maya  mental  ray, т.е. объекты, содержащие мно­ гоугольники  с более чем четырьмя  сторонами, не будут визуализированы  и  могут при­ вести  к аварийному завершению  процесса визуализации.

 можно редактировать  в  двух режимах: стандартном и  упрощен­ ном   полигональном.   Стандартный   режим    (standard    mode)    позволяет    редактировать секционные компоненты модели  и   просматривать  ее  как  реальную  SDS-поверхность. В этом режиме можно использовать  стандартные секционные  инструменты   моделиро­ вания и  детализировать  компоненты по уровням. Однако в  любой момент можно пе­ рейти  в   упрощенный  полигональный режим  моделирования,   который  позволяет ре-

дактировать  общую оболочку объекта, как будто это полигональная модель с  низким разрешением. В этом режиме можно также использовать  любые  полигональные инст­ рументы моделирования.

Начнем с шаблона  

Начнем создание головы персонажа Машизмо с использования метода полигонального  моделирования, а затем, по завершении  процесса, преобразуем ее в  SDS-поверхность, что­ бы с помощью нового инструмента  Sculpt Geometr y Tool •  (Инструмент рельефа •) доба­ вить такие детали,  как кровеносные сосуды и  морщины.  Но прежде всего необходимо соз­ дать шаблон.

Создавать поверхность будем один многоугольник за другим. Поскольку для  созда­ ния  каждого многоугольника приходится  размещать точки  в  трехмерном  пространстве, этот  способ  иногда называют поточечным моделированием (point   modeling).  К  сожале­ нию, в   Maya  сделать  это  сложно,  поскольку  программа  пытается  поместить точку  на ближайшую ортогональную плоскость (orthogonal  plane),  и   в  результате довольно труд­ но расставить точки  именно там, где они должны быть. Эту проблему можно обойти  так: сначала создать кривые,  а затем  привязывать  к ним  размещаемые точки. Готовый трех­ мерный шаблон показан на рис. 5.2.

Рис. 52. Готовый трехмерный шаблон

В  книге  Maya:   Secrets  of  the   Pros  2nd   Edition,   коллектив  авторов   которой  возглавляли  Джон  Кундерт-Гиббс   (John   Kundert-Gibbs)   и    Дариус   Деракшани   (Dariush   Derakhshani)    (издательство Wiley,  2005),   Том  Капицци  (Tom  CapiZZi)   и   Кришнамурти  Коста   (Krishnamurti  Costa)   предста­ вили  замечательную главу, описывающую в общих   чертах  процесс планирования и  модели­ рования головы персонажа. Они  прекрасно обосновали  необходимость   планирования кон­ струкции  головы и  тщательной  проработки  расположения стыков  петель  краев  (edge-loop) на ее эскизах.

Создание этого  шаблона  не  представляет сложности; можно  использовать  методы, рассмотренные в  главе 3, "Полигональное  моделирование", при  работе над  телом персо­ нажа Машизмо. Для создания трехмерного шаблона выполните следующие действия.

1.   Обведите  эскиз головы кривыми  линиями.  Как всегда, убедитесь,  что обведены  все детали. Просмотрите эскиз в  обоих видах  и попробуйте оценить, где еще  могут рас­ полагаться изгибы   и  плоские участки. Обратите внимание,  что за  исключением  ли-

нии  носа, там, по существу, нет контуров. Линии  просто указывают места изменения направления  поверхности.  Они  будут использованы  для привязки  многоугольников в  областях без явных деталей.

2.    Точно так же, как это делалось с шаблоном тела, выберите и  поверните вид сбоку так, чтобы выставить его параллельно плоскости  YZ, а вид  спереди  переместите так, что­ бы он стал перпендикулярным виду сбоку (рис. 5.3,  справа).

Рис. 53. Шаблон обведен и расположен в профиль. Обратите внимание на петли краев и контурные линии на изображении слева

3.     Переключите компоновку на Tw o Pane s Side By Side (Две панели  рядом) и  сделай­ те одну панель видом спереди,  а другую ортогональным видом сбоку.

4.     Разместите линии  вида  сбоку и вида  спереди  на разных слоях. Сопоставьте их  с  ли­ ниями  вида сбоку.

5.     Выделите каждую линию  вида спереди и  выберите по маске точки редактирования.

6.     Переместите   все точки  редактирования  на каждую линию  вида спереди. Выберите  и переместите каждую точку редактирования по оси  Z так, чтобы сопоставить ее с каж­ дой  линией   вида  сбоку.  На  рис. 5.4  этот  процесс  показан для  петли  вокруг глаза. Проделайте это для каждой линии   в  группе вида  спереди. Не  забывайте, что для об­ хода линии  можно использовать  клавиши  управления  курсором, —  это  избавит  от необходимости  щелкать кнопкой мыши.

Рис. 5.4. Выбирайте точки редактирования на линиях в виде спе­ реди, но перемещайте их по оси Z в виде сбоку

7.    Некоторые линии,  которые проходят вокруг головы (наиболее заметные  линия  во­ круг плоской вершины  прически  Машизмо и линия  его шеи),  придется вытянуть из вида сбоку, чтобы совместить с шаблоном вида спереди.

8.    Вытянув  все необходимые  линии, вернитесь назад и  удалите внутренние линии  шаб­ лона вида сбоку. Эти линии  выполнили свое назначение и  больше не нужны.

9.    Сохраните файл  как  Head3dTemplate.mb .  Это должно напоминать  шаблон,  пока­ занный на рис. 5.2.

Источник: Кундерт-Гиббс, Джон,  Ларкинс, Майк,  Деракшани, Дариус, Кунзендорф, Эрик,  и др., Освоение Maya  8.5.:  Пер.  с англ.  – М.:  ООО  «И.Д.  Вильямс», 2007.  – 928  с.:  ил.

По теме:

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий