Свойства системы nCloth

Теперь, когда читатель имеет ясное представление  о ядерном решателе,  рассмотрим свойства узла  nCloth .   Для   этого  выделите в    окне   иерархической   структуры   узел nCloth 1  и  откройте окно редактора атрибутов.  В этом окне имеется ряд разделов с мно­ гочисленными  элементами управления свойствами ткани, поэтому рассмотрим в  каждом разделе лишь наиболее важные элементы управления.  В  верхнем  разделе без названия имеется  флажок Enable (Разрешить).  Если  сбросить его, то будет запрещена вся анима­ ция ткани. Это позволяет быстро отключить решатель ткани,  чтобы сосредоточиться  на других аспектах анимации.

Свойства поверхности  

Следующий по  порядку  раздел,  surface  Properties (Свойства  поверхности),  пред­ ставленный на рис. 23.9, является, вероятно, наиболее важным для определения характе­ ра поведения моделируемой  ткани, а следовательно, и ее вида.

Прежде всего, в  данном разделе находятся два флажка, разрешающих соответственно взаимодействие  (Collide ) и   самовзаимодействие  (Self Collide). Самовзаимодействие  раз­ решено  по умолчанию, тогда как  взаимодействие  необходимо лишь при  создании  пас­ сивного объекта, с которым взаимодействует ткань. При  сбросе любого из  этих флажков соответствующий  режим  взаимодействия запрещается. Далее следует параметр Collision Layer (Слой  взаимодействий),  который  устанавливает   приоритет  взаимодействий  для системы nCloth.  Два куска  ткани  (или  же  ткань  и   пассивный  объект)  на  одном  слое взаимодействуют как обычно. Если  же один кусок ткани  (или  пассивная геометрическая форма) находится на более высоком слое, чем другой кусок, то ткань на нижнем слое  по­ лучает приоритет при  расчете взаимодействий,  приводя в  действие взаимодействия  с объ­ ектами  на верхнем слое. Такое назначение  приоритетов  может оказаться очень полезным при взаимодействии нескольких объектов. Так, если установить кожный покров персонажа на слое 0, его рубашку — на слое 1, а пиджак — на слое 2, то кожный покров будет руково­ дить взаимодействием с рубашкой, а та, в свою  очередь, с пиджаком, как это обычно и быва­  ет в  реальной ситуации.  Благодаря настройке значений частичных слоев определяется сте­ пень приоритетности одного слоя над другим: чем ближе частичные  слои друг к другу, тем более равным оказывается  их приоритет, а следовательно, и  взаимодействие объектов. Как отмечалось в  предыдущем разделе, для решателя можно установить пределы действия ело-

ев взаимодействий, ограничивающие степень взаимодействия одних объектов с другими. В примере  с рубашкой и  пиджаком  установка  значения 1 параметра Collision Layer rang e означает, что кожный покров будет приводить  в действие   рубашку, а та — пиджак, но кож­ ный покров  персонажа не будет взаимодействовать  с пиджаком. Такое  поведение  может оказаться наиболее предпочтительным для данной модели.

Рис. 23.10. Наглядное представле­ ние толщины самовзаимодействия в системе nCloth

Рис. 23.11. Вид модели флага на кад­ ре  40  при  нулевом значении  (а)  и значении 10 (б) параметра  Mass

Параметры Lift (Подъем), Drag (Трение)  и  Tangentia l  Drag (Касательное  трение)  оп­ ределяют характер аэродинамического  взаимодействия ткани  с воздухом (и  ветром) в  ее окружении. Параметр Lift — это та подъемная сила, которая действует на крыло самолета, отрывая его от земли, тогда как параметр Drag обозначает противоположную силу, тор­ мозящую  движение  ткани, оказывая сопротивление  силе ветра. Параметр Tangentia l  Drag определяет, насколько перпендикулярно действует сила торможения:  при  нулевом его  значении  ветер, дующий параллельно  поверхности,  не  испытывает  сопротивления (немного приподнимая  ткань), а при  значении  1  сила трения равна силе ветра в  любом направлении.  При  больших значениях свойств Lift, Drag и  Tangentia l  Drag флаг вздыма-

ется на ветру, а при  нулевом значении  всех трех свойств  флаг никак не реагирует на  ве­ тер, дующий строго параллельно его поверхности.

И  наконец,  для  свойств   поверхности  Thickness,  Bounce,  Friction,  Mass  и   Wrinkle (Складка)  объекта ткани  можно создать и  ввести  карты.  Эти  полутоновые  карты обычно создаются в  редакторе изображений,  аналогичном Photoshop, и  обеспечивают точную на­ стройку свойств всей поверхности на уровне вершин. Цвета таких карт изменяются от чер­ ного (0 для малых значений  соответствующих свойств) до белого (1 для больших значений этих свойств).  Настраивая  промежуточные значения  серого по всему изображению  карты, можно очень точно откорректировать соответствующее  свойство, а значит, и  поведение мо­ дели. Подробнее о создании  карт  свойств  в  диалогом режиме работы Maya речь пойдет в разделе, посвященном  свойствам раскраски тканей в nCloth, далее в этой главе.

Динамические свойства  

Ниже раздела  surface  Properties находится раздел  Dynamic  Properties  (Динамичес­ кие свойства)  объекта nCloth (рис. 23.12). Параметры в  этом разделе  определяют харак­ тер реакции  объекта ткани  на внешние воздействия при  анимации.

Puc. 23.12. Раздел Dynamic Properties уз­ ла    nCloth

Параметр  Stretch  resistanc e  (Сопротивление  растяжению) определяет  степень  со­ противляемости  ткани  растяжению, когда она вытягивается  или  подвергается  воздейст­ вию  внешних  сил. При  большом значении  сохраняются исходные размеры  ткани, а при малом — допускается растягивание ткани, подобно латексу или  эластичному  синтетиче­ скому  материалу. Параметр Compression  resistanc e  (Сопротивление  сжатию) опреде­ ляет степень сопротивляемости  ткани  сжатию или  комканию. При  малых значениях до-

пускается сжатие и  комкание ткани, подобно бумаге или  кринолину, а при  больших зна­ чениях ткань сопротивляется  сжатию аналогично грубой хлопчатобумажной ткани  или холсту.   Параметры   Ben d  resistanc e  (Сопротивление сгибанию) и   Bend   Angle   Dropoff  (Спад угла сгибания)  определяют степень сгибания  объекта под внешним  воздействием (силы тяжести  или  вытягивания).  При  больших значениях свойства  Bend  resistanc e  ткань  похожа на дешевые новые джинсы, а  при  малых значениях ее поведение  больше напоминает шелк. Параметр Bend Angl e Dropoff изменяет степень сопротивляемости  из­ гибу в  зависимости  от угла сгибания  ткани. Так, если  значение параметра Ben d Angle  Dropoff больше нуля, то при  больших углах сгибания ткани  последняя оказывает макси­ мальное сопротивление, но по мере распрямления ткани  ее сопротивление  сгибанию по­ степенно убывает. Параметр Shear resistanc e (Сопротивление  сдвигу) определяет сте­ пень сопротивляемости  ткани  сдвигу,  т.е. растягиванию  в  поперечном направлении,  по­ добно эластичному  материалу. Чем больше значение параметра Shear resistance , тем больше ткань сопротивляется  силам сдвига.

Параметры restitutio n  Angle (Угол восстановления)  и  Tensio n (Натяжение)  опреде­ ляют соответственно  степень сгибаемости  и  растягиваемости  объекта ткани  до  того, как он потеряет способность возвращаться в  свое исходное состояние.  Чем больше  значения этих параметров, тем больше объект ткани  деформируется, возвращаясь,  тем  не менее, в свое исходное состояние после снятия внешней  силы.

Параметр rigidit y (Жесткость) определяет степень жесткости  или  гибкости  объекта ткани. Так, при  значении  1 этого свойства ткань проявляет максимальную  жесткость и не сгибается, действуя на сцене как  объект твердого тела.  При  нулевом  значении  ткань оказывается совершенно нежесткой, действуя на сцене,  как  и  подобает  объекту  ткани. А при   промежуточных  значениях данного   свойства   создается   смешанная   ситуация. Свойство Defor m resistanc e (Сопротивление деформации) определяет, до какой степе­ ни  ткань стремится сохранить свое исходное  состояние. Чем больше значение этого па­ раметра, тем труднее ткань деформируется,  а при  малом его значении  ткань очень легко деформируется и   остается  деформированной  после снятия деформирующей силы. Па­ раметр Input Mes h  Attract  (Притяжение  исходного  каркаса) определяет, насколько объ­ ект ткани  стремится  вернуться в  свое исходное состояние  (восстановить форму исходно­ го полигонального  объекта, на основании  которой он был создан, или  же форму своего исходного  состояния). При  больших значениях этого свойства объект ткани  возвращает­ ся к форме  своего исходного состояния, если  это допускают силы и  взаимодействия  на сцене, а при  малых значениях объект  ткани  полностью теряет форму своего исходного состояния.  Параметр Input Attract Dam p (Сопротивление исходному притяжению) опре­ деляет  степень сопротивляемости  объекта ткани  возврату  к форме своего исходного со­ стояния. Очевидно, что этот параметр не действует, если  установлено нулевое значение параметра Input Mes h Attract.  

Объект ткани  можно вернуть в  исходное состояние, отличающееся от первоначального со­ стояния и  формы после его создания. Чтобы задать нужную исходную форму объекта ткани, перейдите к  тому кадру,  где объект ткани  принимает  нужную исходную форму  (например, флаг,  свисающий   на  древке), и   выберите режим Edit  nCloth  Initial  State  Set  From  Current (Редактировать исходное состояние объекта nCloth, исходя из его текущего состояния).

Параметры res t  Lengt h  Scal e  (Масштаб длины в   состоянии  покоя) и   Ben d  Angl e  Scal e (Масштаб угла сгибания) изменяют  масштаб параметров длины и  угла сгибания, начиная с первого кадра анимации.  А поскольку значения этих параметров  умножают-

ся на длину в  состоянии  покоя и  угол сгибания,  то при  значении  1  сохраняется теку­ щий  масштаб, при  большем значении  материал ткани  растягивается  (или  же сгибает­ ся), а при меньшем значении  — сжимается. На рис. 23.13 показано, как материал флага растягивается  при  значении  2 свойства res t  Lengt h  Scal e в  процессе  воспроизведения анимации.

Параметры Dam p  (Сопротивление)   и   Collision  Dam p  (Сопротивление  взаимодейст­ вию)  определяют, насколько  быстро движение   или  взаимодействие  гасится после того, как  внешние силы перестанут действовать на вершины  ткани. В отсутствие  сопротивле­ ния нередко одна или  две вершины  продолжают раскачиваться по завершении  движения или  взаимодействия,  что и  неестественно,  и  досадно (такой недостаток присущ верхним вершинам  вблизи  древка флага).  При  увеличении  значений параметров  сопротивления данный эффект гасится. Следует, однако, быть внимательным,  чтобы не  устанавливать эти  значения слишком большими,  иначе ткань будет выглядеть так,  как  будто она дви­ жется под водой.

Пункты раскрывающегося  списка Scaling relatio n (Взаимосвязь с масштабировани­ ем) определяют, каким образом масштабированные  значения длины в  состоянии  покоя и угла сгибания применяются  к объекту ткани. Так, вариант Link  означает, что эти  значе­ ния применяются  ко всем связкам между частицами.  Вариант Objec t Spac e определя­ ет масштабированные  значения (включая и  жесткость) в  зависимости  от размера объ­ екта. Пункт Worl d Spac e также определяет подобные  значения в  зависимости  от раз­ мера  объекта,  но  жесткость  оказывается   фиксированной  по  величине    в   глобальном пространстве.  А при  выборе  пункта Disabl e  Solve r  Gravity решатель не будет исполь­ зовать устанавливаемые  значения силы  тяжести  при  получении  решения для  анима­  ции.  Это  все  равно что  установить  нулевое значение параметра  Gravit y  во  вкладке nucleu s рассматриваемого  окна.

И наконец, в  разделе Dynami c Properties Map s (Карты динамических свойств)  имеет­ ся возможность создать текстурные карты, определяющие такие динамические  свойства, как растягивание  (Stretch) , сгибание  (Bend) , твердость (rigidity) , деформация (Deform) ,  исходное  притяжение (Inpu t Attract), а также сопротивление  взаимодействию  (Collision  Damp) . Подробнее о создании  карт динамических свойств  см. выше в  разделе "Свойства поверхности".

Другие параметры  

В разделе Pressure (Давление) узла nClot h (рис. 23.14) доступны параметры,  позво­ ляющие придать объектам  ткани  поведение,  аналогичное поведению  воздушного  шара или  другого объекта,  наполненного газом.  Пункты  раскрывающегося списка  Pressure Method  (Метод  давления) определяют  характер  давления воздуха.   Пункт  Manual  Pressure Setting (Установка  давления вручную), например, позволяет  произвольно ус­ танавливать значения  давления по ключевым кадрам, тогда как пункт Volum e Tracking Method (Метод отслеживания объема) обеспечивает более реалистичное  моделирование, для которого  решатель использует значения притока и  оттока воздуха при  расчете дав­ ления воздуха внутри  объекта ткани.

Флажок Seal  Holes (Заделать отверстия),  расположенный в  нижней части  раздела Pressure, позволяет автоматически  заполнить  отверстия в  объекте ткани, чтобы  исклю­ чить неумышленное ослабление  давления из-за утечки  воздуха. Если  же утечка  воздуха допускается, то этот флажок следует сбросить.

Рис. 23.13.  Увеличение значе-                         Рис. 23.14. Раздел  Pressure узла  nCloth ним   параметра    rest   Length

Scale приводит во время вос­

произведения к  вытягиванию флага наружу

Если  выбран режим Manual Pressur e Setting, то параметр Pressur e определяет вели­ чину  давления   в объекте ткани. А параметр Pressur e Dampin g (Сопротивление давле­ нию) гасит изменения давления воздуха  таким образом, чтобы при  анимации  этих изме­ нений объект не слишком раскачивало. Если же выбран режим Volum e Trackin g Method ,  то параметр Pressure Dampin g по-прежнему доступен, но в то же время другие элементы управления устанавливают   взаимосвязь   с   физической имитацией   давления воздуха внутри объекта ткани. Так, параметр Start Pressure (Начальное давление) устанавливает связь относительного давления  внутри  объекта  с  окружающим его  воздухом в   начале. При  нулевом значении  этого параметра давление  внутри  объекта получается таким же, как  и  в  его окружении,  а значит, объект оказывается совершенно не надутым в  начале анимации.  Параметр Pum p  rat e (Степень накачки) указывает, как  быстро надувается объект ткани, тогда как параметр Air Tightnes s (Герметичность)  определяет,  насколько непроницаемым оказывается объект ткани, а следовательно, как  быстро из  него может происходить утечка воздуха. При  малом значении  параметра Air Tightnes s и  полном от­ сутствии накачки объект сдувается очень быстро. И наконец, параметр Incompressibilit y (Неуплотняемость)  определяет,  до  какой  степени  уплотняется  воздух внутри  объекта ткани. Чем выше неуплотняемость воздуха, тем, по-видимому,  выше относительное  дав­ ление, а следовательно, объект ткани труднее деформируется.

В разделе Qualit y Setting s (Параметры качества), приведенном  на рис.  23.15, опре­ деляется точность моделирования  ткани. В частности, параметр Max  Iterations уста­ навливает   максимальное количество повторений, которое  система анимации   может осуществлять для каждого кадра (или  подкадра). Чем больше значение этого парамет­ ра, тем выше общее качество  анимации, хотя и за счет замедления. Параметры Collisio n Flag  (Признак взаимодействия)   и   Self  Collisio n  Fla g  (Признак самовзаимодействия) корректируют характер  взаимодействия  объекта  nCloth  с  другими  находящимися  на сцене объектами  и   с самим собой соответственно.  Настройка этих параметров  оказы­ вает едва заметное, тем  не менее, важное влияние  на анимацию,  поскольку  вершины объекта  ткани, взаимодействуя,  например, с  вершинами  других объектов, образуют иные формы складок, чем при  взаимодействии  ребер объекта ткани  с ребрами  других

ным. В раскрывающемся  списке Evaluation Order (Порядок вычислений) можно выбрать два пункта: Sequential (Последовательно) и  Parallel (Параллельно). Если выбран пункт Sequential, соединения связок вычисляются в зависимости от порядка следования краев полигональных сеток, из  которых состоит объект ткани. А если выбран пункт Parallel, то данный порядок игнорируется  и  связки  вычисляются  в  направлении  от участков  взаи­ модействия  наружу.  Если  в  режиме Sequential вычисления  производятся   быстрее,  то в режиме Parallel удается добиться лучших результатов  анимации,   в ходе которой про­

исходят многочисленные   взаимодействия ткани  с пассивными  объектами. Флажок Sort  Stretch  Links (Сортировать  растягивающиеся  связки)  позволяет отсортировать  связки

в  объекте ткани так, чтобы свести к минимуму растягивание ткани.

Флажки Trappe d  Checke d  (Проверка  на  захват)  и  Self  Trappe d  Chec k  (Проверка  на самозахват) служат  соответственно  для  устранения ошибок взаимного проникновения ткани  и  пассивных объектов, а также самой ткани  в  себя. Если  ткань и  пассивные объек­ ты оказываются в  "чистом" состоянии (т.е. не проникают друг в  друга) в  начале анимации, то  при  установке этих флажков  решатель попытается сохранить данное состояние без вза­ имного проникновения, что очень полезно для повышения устойчивости  анимации,   в ходе которой происходит значительное  взаимное проникновение. Остальные параметры, распо­ ложенные ниже упомянутых выше флажков, определяют, как и  насколько области  взаим­ ного проникновения могут быть возвращены в свое  "нормальное" состояние.

Параметр Push Out (Выталкивание)  определяет, до какой степени  одна вершина от­ талкивается от другой во  время захвата, а параметр Push Out radiu s (Радиус выталки­ вания)  задает  максимальное расстояние, на  котором  действует эффект  выталкивания. При  установке значений параметров Crossove r Push (Выталкивание  при  пересечении) и Self Crossove r  Push (Выталкивание  при  самопересечении)  учитываются  контуры пе­ ресечения ткани  и  других объектов  (или  же самой ткани  с собой) для отталкивания эле­ ментов ткани. Эти свойства используются  на начальном кадре анимации,  поэтому они  не будут учитываться, если  сделать объект ткани  "чистым" (т.е. без взаимного  проникнове­ ния) вначале.

В разделе Time Attributes (Временные атрибуты) представлены сведения  о текущем времени  (кадре) и  моменте начала анимации.  Ни  одно из  полей данного раздела не под­ лежит настройке в  узле nCloth .  Следовательно, для настройки  параметра Start Frame  перейдите к соответствующему разделу во  вкладке nucleus (см. выше раздел, посвящен­ ный свойствам решателя).

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