Внимание - файл 6 Мб!
Автор: Paul Tosca http://www.paultosca.com
Это не пошаговый урок. Я просто опишу главные шаги по созданию волос персонажа игры. Идея для этого урока пришла в процессе работы на конкурсе Dominance War II. Ребята с форума Polycount просили сделать урок - как я делал фолосы Varga. Вот этот урок.
1. Стиль волос.
Этот урок о женских волосах, но подобная техника хорошо работает и для мужских - просто мне нравятся длинные волосы у женщин. Я могу написать много слов о важности стиля волос и эффекте, какой стиль волос добавляет к индивидуальности персонажа. Мы много платим (особенно женщины) за прически и мы тратим множество времени на стиль наших волос, по крайней мере я (каждый день я трачу несколько минут на укладку волос гелем, не зависимо от того, что я остаюсь весь дома и никто меня не увидит, просто я не чувствую себя хорошо пока не приведу в порядок волосы), так что для меня не было трудно убедить себя, что прическа добавит индивидуальности персонажу, придаст силу настроению.
Где можно найти интересные стили причесок?
Есть множество источников вдохновления. Во-первых Вы можете найти в интернете тонны великолепных картинок, затем журналы мод и многое другое... люди на улице... Что касается волос Varga - я блуждал по супермаркету в поисках пищи и на полке я увидел каоробку с гелем для волос, ультра сильный или что-то подобное... и на коробке была картинка парня с копной волос торчащих во всех напрвлениях на которого я немного похож... Это было непосредственно перед конкурсом Dominance War II... После того как я начал рисовать концепт я пошел в тот же супермаркет в поисках той коробки, т.к. не нашел картинки в интернете... нашел ее... и взял картинку.
Ниже несколко вариантов стиля прически, некоторые из них будут рассмотрены в этом уроке.
2. Подход к игровому моделированию.
В прошлом волосы CG были большой проблемой, но теперь были разработаны некоторые решения визуализации реалистичных волос. Для персонажа кинематографа, где число полигонов и размер текстур и их число не так важны, Вы имеете соводу выбора, но когда Вы переходите к игровому моделированию, Вы всегда ограничены в числе полигонов и числе/размере используемых текстур. Решение для этого случая для более реалистичных волос - использование альфа (прозрачности). Проблема в том, что картирование геометрии с прозрачными текстурами добавляет рассчетов к процессу визуализации и если Вы имеете некоторые плоскости, которые пересекаются и имеют текстуры прозрачности появляются дополнительные проюлемы; в зависимости от движка визуализации будут проблемы с алгоритмами сортировки (даже в версии 8.5 Майи имеются проблемы с сортировкой прозрачности когда используется высококачественная визуализация в окне просмотра... opengl работает прекрасно... Есть опция сортировки прозрачных полигонов которая нормально работает, но когда переходим к highQ визуализации - проблемы возрастают...) Так что геометрия с прозрачностью хитра... некоторые из движков, к которым я делал модели требовали, чтобы геометрия с прозрачными текстурами не пересекалась. Есть некоторая путаница с терминами альфа и прозрачность... Альфа это отдельный канал в фотошопе, а прозрачность доступна для каждого отдельного канала - красного, синего и не может быть напрямую отредактирована в фотошопе, а только с использованием кистей рисования/стирания в красном/зеленом/голубом канале. Есть верные определения для альфа/прозрачности, но я вижу что эти термины используются попеременно, так что я буду делать так же. В прошлом использовались (или может используются еще) альфа тестовые изображения (1-битные альфа файлы) для прозрачности. Каждый пиксель в текстуре обозначает или видимость или невидимость, нет частичной видимости. Но с растущей производительностью стала использоваться 8-битная прозрачность. Файлы с 1-битной прозрачностью требуют меньше рассчетов для отображения геометрии с альфа текстурой, но качество отображения будет хуже.
3. Example of hairstyle
Ниже я показал Вам пример для стилей прически, показанных на первой картинке. Я выбрал другой стиль для этого урока, чем у оригинальной Varga, т.к. мне скучно делать то же самое еще раз. Первая прическа обычная. я не портачу на нее много времени, т.к. Вы можете найти множество уроков по ней в интернете. Несколькими слоами - Вы картируете текстуру, подобную приведенной ниже, на геометрию, экструдированную из черепа, как на рисунке и затем настраиваете форму волос, двигая вершины.
Для этого урока я приготовил стиль прически поинтереснее.
3.1. Используемые инструменты.
Для всего проекта я использовал Майю, Фотошоп для рисования текстур и Мадбокс для получения моделей высокого разрешения. Для волос в прошлом я использовал эффекты рисования в Майе, сейчас мне понравилось рисовать волосы в Фотошопе. Это дает мне больше свободы и вариаций при использовании настройки кистей и отнимает ненамного больше времени. Вы можете настроить некоторые эффекты рисования в Майя, чтобы достичь такого же эффекта, и я покажу Вам позднее как сделать это.
3.2. Рисование текстуры волос.
Наиболее важная вещь, когда Вы рисуете текстуру волос с использованием альфа - это альфа канал (по существу карта прозрачности). Вы вкладываете больше усилий в рисование формы и иррегулярности прядей волос а затем переходите к свету и тени в диффузной текстуре. Я сконцентрируюсь на двух подходах рисования альфа для волос:
* эффекты рисования в Майя
* Фотошоп
Эффекты рисования в Майя
Первый подход, который я часто использовал в прошлом и получал отличный результат - использование эффектов рисования в Майя. С минимумом усилий и несколькими часами работы Вы можете сделать прекрасные fx кисти для рисования волос, я имею несколько настроенных кистей сделанных мной ранее, но сейчас начну с нуля одну, чтобы показать Вам весь процесс. Вот основы использования эффектов рисования в Майя:
Нажмите га иконке предустановок кисти - всплывет мастер. В панели эффектов рисования мастера выберите папку "hair" и затем наиболее насыщенные красные волосы подобные рисунку ниже. Вы можете поиграться с другими предустановками как Вам понравится, но эта наиболее пригодна для моего случая.
Если Вы используете планшет Вы можете отобразить нажим пера на различные атрибуты кисти в диалоге настроек инструмента эффектов рисования.
Так выглядит кисть по умолчанию (нажмите кнопку альфа канала, чтобы работать только с ним).
Теперь для настройки кисти нажмите Ctrl+b - откроется диалог установок кисти эффектов рисования. Тут Вы можете найти все параметры, которые можно изменить для настройки кисти и их множество (я их не считал, но я помню, что в уроках говорилось, что есть более сотни таких параметров). Вам не нужно играть со всеми, но среди них есть очень полезные. Обратите внимание на параметры профиля кисти, особенно на ширину и плотность мазка (Stamp Density).
Также в секции Tubes Вы найдете раздел Creation - здесь Вы можете настроить число пятен на шаг и плотность пятен, атрибуты сегментов (которые Вы должны увеличить для волнистых волос) (Подсказка: Вы можете ввести большее значение напрямую в числовое поле, чем позволяет максимум когда Вы перетаскиваете ползунок).
Вы можете также модифицировать неоторые параметры в Tubes->Behaviour для выбора поведения кисти. В секции Forces (Силы) Вы можете модифицировать Path Follow (Следование пути) так, что пятна будут располагаться более тесно вдоль пути следования кисти и добавить случайности в их рспределени используя параметр Random.
Также поиграйте с параметрами в разделах Turbulence (Турбулентность), Spiral (Спиральность) и Bend (Изгиб)... они добавят множество вариаций к мазкам кисти. Вот некоторые результаты изменений в параметрах, упомянутых Выше:
Все это сделано одним мазком кисти. Потратьте несколько минут играя с параметрами кисти и Вы получите несколько прекрасных кистей для рисования волос. Не забывайте увеличить число сегментов в Tubes->Creation если пряди волос выглядят как маленькие прямые линии, а также используйте Path follow в Tubes->Behaviour->Forces, если Вы хотите чтобы пятна следовали более точно Вашим мазкам. Поэкспериментируйте пока не будете удовлетворены результатами, а затем сохраните текстуру в файле, который поддерживает альфа-канал и перейдите в Фотошоп для дальнейшей настройки. Это все по рисованию карты прозрачности с использованием эффектов рисования в Майя. Вы можете одновременно рисовать диффузную карту; среди сотни параметров установок кисти есть множество используемых для цвета мазка. Вы можете модифицировать цвет, добавить вариации насыщенности, оттенка даже добавить к мазку текстуру в различных режимах, но я оставлю это на другой раз :). Как последняя подсказка: используйте большие размеры текстуры для рисования в Майя - если текстура волос квадрат 512 пикселей, Вы можете удвоить разрешение в Майя (или использовать даже большее разрешение) - Вы сможете затем масштабировать текстуру в Фотошопе до нужного размера. Лучше иметь больше деталей, чем недостаток их. После масштабирования в Фотошопе не забывайте sharpen (сделать более резкой) карту прозрачности; я использую маску unsharp со следующими установками: .4 .5 для радиуса и около 100 для значения... Используйте опцию превью для предварительного просмотра результатов фильтра и его анализа.
Рисование волос в Фотошопе.
Второй подход рисование текстуры волос - использование Фотошопа. С некоторыми простыми настройками кистей и ненамного большим временем Вы можете получить даже лучший результат чем при использовании Майя. Преимущество - то, что Вы можете иметь полный контроль над мазками и Вы можете формировать волосы в той форме, какую Вы желаете. В Майя Вы имеете тонны параметров для выбора мазка, но он остается при этом процедурно сгенерированным мазком. Есть множество хороших уроков в интернете о рисовании цифровых волос, так что я не уделю этому внимания более необходимого. Есть основные кисти, которые я использую: 1. шпатлевочные кисти для блоков в форме; 2. кисти деталей; 3. однопиксельные кисти для рисования отдельных прядей волос; 4. круглые кисти Фотошопа для грубых блоков.
Теперь все что Вам нужно - потратить немного времени рисуя заросли волос. Ниже несколько быстрых примеров.
После окончания карты прозрачности Вы можете нарисовать карту цвета (хорошая идея - держать карту прозрачности в альфа-канале диффузной текстуры волос). Вы можете рисовать по карте прозрачности, накладывать текстуру реальных волос или что-нибудь еще (грязь, текстура коррозии...) для придания большего разнообразия диффузии. Помните нужно начинать с плоского цвета для всей текстуры и добавлять детали поверх; так Вы пропустите первое приближение (на картинке ниже) и перейдете сразу ко второму. Поддерживайте цвет вокруг ребер волос такими же как цвет волос, иначе они будут плохо выглядеть.
3.3. Геометрия волос.
После окончания текстуры вернемся назад в 3d приложение и начнем моделировать геометрию для волос.
Обратите внимание на очертания стиля волос, силуэт.
Начнем с простой геометрии и болванки главной формы волос. Вы будете добавлять больше разбиений позже по мере необходимости, но начинаем с простой формы. Когда создается геометрия для волос я обычно начинаю с пряди волос и затем удваиваю и передвигаю на нужное место. Я повторяю процесс, пока не покрою всю голову, затем настраиваю геометрию для лучшего соответствия желаемому стилю. Для объемных волос не пытайтесь моделировать геометрию так как на картинке ниже, т.к. это потребует очень большого числа плоскостей.
Вместо этого стремитесь получить нечто похожее на картинку ниже, где плоскости с альфа каналом практически перпендикулярны поверхности головы, так что они добавляют много объема волосам. Теперь с некоторой терпеливостью Вы закончите процесс повторяя снова и снова копрование этой пряди и перемещение ее на нужное место. Потратьте некоторе время на перемещнеи и масштабирование плоскостей, перемещение вершин или uvs, если наблюдается растяжение текстуры; придавайте так много вариаций, как сможете, С одной прядью Вы можете получить несколько стилей волос. Вы можете использовать этот метод для дредов и хаотичных стилей (волосы Varga были сделаны в подобной манере. В конце урока есть глава, где показано производство и текстурирование волос Varga).
При настройке я использовал следующий трюк: Майя имеет опцию освещения для использования всех светильников в визуализации окна просмотра (быстрая клавиша 7) Если Вы не имеете светильников в сцене, тогда вся геометрия в сцене будет визуализироваться черной но прозрачность при этом все равно работает; Сделайте светлы фон (для других 3d приложений, уверен есть нечто подобное, или Вы можете создать материал с черным цветом и диффузным материалом, но при этом отображающим карту прозрачности). С этой опцией активной вы будете обращать внимание только на очертания волос. Перемещайтесь вокруг головы, чтобы увидеть прическу со всех сторон.
Для быстрого афро-стиля прически текстура будет выглядеть как-то похоже на эту:
А геометрия на эту:
Все что Вам нужно - обращать больше внимания на очертания волос, так чтобы Вы могли создать больше объема с минимумом геометрии. Геометрия для стиля волос выше имеет 300 треугольников.
В изображении выше есть некоторые углы, где Вы можете видеть плоскости. Если Вы увеличите число треугольников и добавите больше вариаций к плоскостям, этот эффект будет менее заметен, это был быстрый тест, чтобы показать Вам рабочий процесс.
Вы можете сделать дреды в той же манере, ка прическа выше.
Вторая часть урока.
Перевод Беляев Валерий ака seaman.
