Моделирование полигонной головы.

Хотя у техники с использованием полигонов имеются некоторые недостатки, у нее есть и неоспоримые преимущества. Одно из основных преимуществ состоит в том, что в области, требующие большей детализации, можно просто вставить дополнительные полигоны. При применении NURBS и сплайнов, напротив, осуществляется интерполяция по всем точкам сетки. Поэтому, если вставить дополнительную изопарму, то это окажет влияние на всю сетку. Другими словами, если изопарма будет вставлена в районе века, то эта лишняя кривая будет тянуться на всем протяжении, вплоть до основания шеи. Если ваш программный продукт поддерживает использование иерархических b-сплайнов (h-сплайнов), то это не представляет проблемы. H-сплайны позволяют иметь одну сетку с разными уровнями детализации для разных фрагментов.

Вторым плюсом при использовании полигонов служит то, что можно работать с отдельно взятыми областями, скрыв целое. При использовании сплайнов или NURBS это невозможно, поскольку сетка является одним неделимым целым.

Некоторые, к тому же, считают, что поверхности из полигонов легче покрывать текстурой. Вместо того, чтобы работать со сложной параметрической картой текстур, достаточно просто присвоить нескольким полигонам имя и нанести на эту область текстуру.

Сплавление точек для соединения полигональных поверхностей дает незаметные соединения, которые не приходится обновлять, в отличие от fillet blends в моделях NURBS.

Хотя существует множество полигональных техник моделирования, любимым подходом автора этих строк является та же техника, что обсуждалась при моделировании головы при помощи NURBS. Как и прежде, вертикальные кривые начинаются внутри рта и выходят наружу, повторяя контуры черт лица, заканчиваясь у основания шеи (рис. 7-28). Линии снова совпадают с направлением мускулов.

Рис. 7-28. Все сплайны начинаются внутри рта и выходят наружу, заканчиваясь у основания шеи. Пунктирная линия соответствует началу каждого из сплайнов.

Метод сплайнового каркаса.

Для точного моделирования головы мы настоятельно рекомендуем сначала загрузить несколько файлов с изображением головы в анфас и профиль. Изображение верха головы также может оказаться полезным, но это не столь существенно. Другим возможным подходом является использованием готовой модели головы и "оборачивание" кривых вокруг нее. Несколько образцов и моделей голов прилагаются на компакт-диске.

Начните рисовать первую кривую с внутренней поверхности рта, обогните ее через верхнюю губу, нос, лоб и череп, и завершите ее у основания шеи (рис. 7-29)

Рис. 7-29. Первая кривая определяет профиль и центральную часть головы. Она начинается на внутренней поверхности рта и заканчивается у основания шеи.

Эта кривая расположена по центру головы и определяет ее профиль. Для создания этого контура чаще всего используется вид сбоку. Завершив эту кривую, можно удалить лишние точки ил или добавить точек в районе рта, носа или глаз. Эта кривая должна состоять из приблизительно от двадцати четырех до тридцати точек. Большинство точек должно быть сконцентрировано в районе губ, носа и рта. Поскольку вы можете создать остальные кривые, дублируя эту, вам не придется возиться со слишком большим количеством точек. С другой стороны, не слишком удобно в дальнейшем вставлять дополнительные точки для создания более мелких деталей. Большинство пакетов трехмерного, поддерживающих <лофтинг> или <скиннинг>, предпочитают, чтобы у всех кривых было одинаковое количество точек. Все то же самое относится и к созданию сплайнового каркаса. Вам придется вручную выбирать точки с нужной последовательности и создавать полигональную поверхность, поэтому, если у каких-либо кривых будет больше точек, чем у других, то вам будет сложно найти способ присоединить эти лишние точки.

Общее количество кривых для одной половины лица должно быть не больше тринадцати. В модели лица, показанной на рис. 7-30, используется одиннадцать сплайнов по двадцать четыре точки каждый. Если вам удастся свести к минимуму число точек и кривых, то вам будет гораздо проще анимировать лицо в дальнейшем. К тому же, поверхности, заданные меньшим количеством точек и кривых, получаются глаже.

Рис. 7-30. Кривые, определяющие черты лица, обычно следуют направлению мускулов

Если вы планируете использовать копии первоначальных кривых, дублируйте первую кривую. Вместо того, чтобы отодвигать целиком новую кривую от первоначальной, лучше выбрать отдельные точки. Их надо переместить параллельно первой кривой. Скопируйте вторую кривую, чтобы продолжить формировать контур лица и черепа. Если ваш пакет поддерживает слои, тогда вам будет проще поместить копию первой кривой в новый слой, сделать предыдущий слой с исходной кривой видимым и после этого начать передвигать точки второго сплайна. Закончив вторую кривую можно перенести ее обратно в первый слой. Глядя на рис. 7- 30 вы сможете понять, как разместятся остальные кривые и точки.

Если вы моделируете с использованием образца, включите предварительный просмотр каркаса, чтобы подогнать отдельные точки. Повращайте каркас, чтобы интересующая вас точка оказалась напротив соответствующей точки образца. Это позволит вам понять, как соотносятся ваши точки с кривыми сетки.

Имейте в виду, что сейчас вам нужно изготовить лишь общие контуры модели, а детали вроде областей в районе носа и ноздрей, можно оставить на потом. Вы сможете в дальнейшем разделить полигоны на меньшие фрагменты, чтобы достигнуть нужной степени детализации.

Удостоверьтесь в том, чтобы кривые легли равномерно. Выбирайте точки на кривых в нужном порядке и создавайте кривые, соединяющие их. На рис. 7-31 показано, как это можно сделать. Сгладьте все острые углы.

Рис. 7-31 Сплайны соединяются путем выбора точек на разных кривых и создания соединяющих кривых. Таким образом, создается сплайновый каркас.

Под конец вы заметите, что очередные кривые становятся все короче, поскольку им надо охватывать все меньший объем. Из-за этого на участках небольшой длины ск5акпливается большое количество точек, а слишком близко расположенные точки делают поверхность неровной. Такого рода проблемы могут возникнуть в районе щек, рта и подбородка. Хотя исправлять отдельные точки может показаться утомительным занятием, в конечном счете, это сэкономит вам время.

Изготовив все кривые для половины лица, создайте каркас (рис. 7-31). Обратите внимание на то, чтобы выбирать точки в нужном порядке при создании соединительных кривых. В результате у вас должно получиться нечто подобное тому, что изображено на (рис. 7-32). После этого вам следует подогнать положение точек каркаса, чтобы разгладить неровности. Сравните ваш сплайновый каркас с образцом.

Рис. 7-32. Готовый сплайновый каркас. Обратите внимание на то, как поперечные секции повторяют направление мускулов.

Теперь, когда вы довольны своим каркасом, пора покрыть его полигональной сеткой (рис. 7-33).

Рис. 7-33. Теперь каркас превращен в сплошную полигональную модель.