Создание собаки в 3d

Рубрика: Персонажи Комментариев: 1

Добрый день, дорогие читатели! В продолжении животноводческой темы предлагаем вашему вниманию статью о том, как сделать собаку породы бассет-хаунд при помощи Zbrush и Maya.

39ke6-at4my-gs3fk-28rz9
Общая информация.

Изначально идея заключалась в том, чтобы создать реалистичное животное при помощи компьютерной графики. Я выбрал бассет-хаунда из-за его интересной формы и личных качеств. Я хотел запечатлеть игривый момент в фотостудии, где была сфотографирована собака.

Исследования и вспомогательный материал.

Вспомогательный материал был обязательным условием для этого проекта, так как я пытался воспроизвести что-то реалистичное. Я пытался собрать широкий ассортимент вспомогательного материала, состоящего из интересных фотографий, фотографий поз, в которых ясна анатомия, и крупные планы различных частей тела. Поскольку я хотел сделать мех, я также нашел некоторые интересные изображения в высоком разрешении, на которых видно, как струятся и растут волосы.

1

Моделирование и текстурирование.

Процесс моделирования был выполнен в программе Zbrush. Во-первых, я использовал анатомическое изображение в качестве точного вспомогательного материала, чтобы получить правильные пропорции, затем определил основные части тела. Рабочий процесс в программе ZBrush подробно показан на изображении здесь.

После успешного моделирования, я приступил к ре-топологии, UV-развертке и текстурированию.

Текстура с использованием Polypaint на высшем уровне сглаживания, стандартная поза. Я использовал смесь из проекций и основных цветов на этих проекциях, чтобы нарисовать текстуру.

— Текстура с использованием Polypaint на высшем уровне сглаживания, стандартная поза.
Я использовал смесь из проекций и основных цветов на этих проекциях, чтобы нарисовать текстуру.


Поза.

Используя модель с ре-топологией, я поставил собаку в позу с повернутой головой, будто ее внимание что-то привлекло на несколько секунд. Болтающиеся уши лишь добавили милый штрих, к движению в повороте, а расположение ног в контрапосте, придали модели уверенное движение вперед.

— Проработайте ваши окончательные детали;
— Переключитесь до низшего уровня сглаживания;
— Использйте UV Master, чтобы создать развертку;
— Сохраните цель морфинга;
— Установите нужную позу, сохраните вторую цель морфинга.
Теперь вы должны иметь 2 лоуполи версии модели.
1. В стандартной позе, легко текстурировать и запекать текстуры.
2. В нужной позе, готовая для экспорта и работы с Fibermesh.
Этот рабочий процесс хорош тем, что вам не придется делать риггинг и сложную UV-разаертку.
Совет: При текстурировании всегда работайте с моделью в стандартной позе. Это позволит вам работать с более высокими уровнями сглаживания.

 

Shave & Haircut в Maya.

Я использовал Shave & Haircut от Джо Альтера для создания меха в Мaya, а также Zbrush для укладки шерсти. Shave & Haircut дает возможность использовать CV-кривые в качестве направляющих для меха. Это очень полезно для стилизации волос в другой программе.

Карты Shave & Haircut
— Для S&H есть две главных карты, для роста волос и длины. Это просто карты со значением от 0 до 1;
— Рисуйте их в Zbrush, используя ваш вспомогательный материал,
чтобы решить где будут расти волосы и какова их длина;
— Используйте маскирующие инструменты Zbrush, такие как Cavity.

Shave & Haircut использует две карты текстур. Одну для длины, а другую для области роста волос. Эти карты важны, они придают вашему меху реалистичный вид, так как мех на животном не растет равномерно. Вспомогательные материалы являются обязательными, кроме того не забудьте про области с высоким уровнем трения или складками, как правило, на них меньше волос.

Подпись к рисунку: Fibermesh - Мне нравится разбивать Fibermesh на полигруппы и подобъекты, это дает мне лучший контроль; -  Используйте базовую настройку волос, чтобы создать Fibermesh. Они не должны быть плотными, так как являются просто направляющими для S&H в Maya. 6-12 сегментов. - Используйте Groom Short, Groom Magnet, Groom Lenght чтобы придать волосам форму. - Посмотрите как уложены волосы на ваших вспомогательных фотографиях. - Длина Fibermesh не имеет значения, просто используйте что-то близкое к окончательным настройкам СОВЕТ: Измените настройку Groom Brush - FrontCollisionDistance на более низкое число, это даст лучший результат.

Fibermesh
— Мне нравится разбивать Fibermesh на полигруппы и подобъекты, это дает мне лучший контроль;
— Используйте базовую настройку волос, чтобы создать Fibermesh. Они не должны быть плотными, так как являются просто направляющими для S&H в Maya. 6-12 сегментов.
— Используйте Groom Short, Groom Magnet, Groom Lenght чтобы придать волосам форму.
— Посмотрите как уложены волосы на ваших вспомогательных фотографиях.
— Длина Fibermesh не имеет значения, просто используйте что-то близкое к окончательным настройкам
СОВЕТ: Измените настройку Groom Brush — FrontCollisionDistance на более низкое число, это даст лучший результат.


Создание направляющих для меха.

Я создал и стилизовал грубые направляющие для меха, которые экспортировал в кривые в Maya. Я использовал вспомогательные материалы, чтобы увидеть, как струятся волосы. Я бы сказал, что нет необходимости использовать огромное количество кривых в Maya, стремитесь к отношению 1/10 и полному покрытию.

- Импортируйте направляющие кривые; - После того как импортируете кривые в вашу сцену – переименуйте их; - Перестройте кривые в Maya, чтобы выровнять их; - Задайте кривым нужный масштаб и позицию, как у вашей поли-модели; - Заморозьте трансформацию.

— Импортируйте направляющие кривые;
— После того как импортируете кривые в вашу сцену – переименуйте их;
— Перестройте кривые в Maya, чтобы выровнять их;
— Задайте кривым нужный масштаб и позицию, как у вашей поли-модели;
— Заморозьте трансформацию.


Импорт и восстановление направляющих для меха в Maya.

Импортируйте направляющие, обратите внимание на инструкцию в изображении, так как она представляет собой важные шаги, убедитесь, что направляющие работают с Shave & Haircut. Кривые должны быть перестроены таким образом, чтобы в итоге кривая/поток выглядели как настоящий мех. Этот процесс может очень сильно загружать CPU, так что будьте терпеливы. :)

Это модель с импортированными и перестроенными направляющими кривыми

Это модель с импортированными и перестроенными направляющими кривыми

Создание и стилизация меха в Maya.

Импортируйте модель и убедитесь, что она в реальных масштабных единицах. Большинство современных средств визуализации зависят от масштаба, так что вы должны убедиться, что ваша модель в нужном масштабе. Расположите и масштабируйте кривые направляющих в то же положение. На данном этапе я бы порекомендовал вам заморозить преобразование модели и кривых направляющих, это позволит избежать проблем в дальнейшем.

Волосы по умолчанию.

Выращивание волос.

Вырастите мех, выбрав свою модель / меню стрижки (Shave Menu) / создать новые волосы (Create New Hair). Используйте настройки волоса по умолчанию.

В зависимости от того, насколько велика ваша модель, вам нужно будет настроить параметры по умолчанию.

На этой начальной стадии я убедился, что отсутствие настроек Kink, Frizz, Dynamics, Multistrand или Clumps делает процесс укладки более управляемым.

Возможно, вам придется изменить настройки отображения волос, чтобы показать больше волос в области просмотра.

area.autodesk.com5

Попробуйте установить масштаб, близкий к размеру самого длинного волоса, растущего на модели. Вот мои настройки по умолчанию, вот волосы после настройки по умолчанию.

Волосы, с измененными настройками.

Расчесывание волос. - Выберите все направляющие кривые. НЕ группу. (Вы можете сделать это скрыв все кроме CV-кривых, а потом выделить их в окне проекции); - Удерживая Ctrl, Выберите Shavenode; - Нажмите «Comb Using Curves» (Обратите внимание, это очень сильно загружает процессор, ваш компьютер может, даже зависнуть). Если все сделано правильно, то волосы Shave & Haircut должны соответствовать направляющим. Возможно вам потребуется увеличить настройки S&H. Если же волосы выглядят не правильно, значит вы пропустили какой-то важный этап. Важно выполнить все этапы.

Расчесывание волос.
— Выберите все направляющие кривые. НЕ группу.
(Вы можете сделать это скрыв все кроме CV-кривых, а потом выделить их в окне проекции);
— Удерживая Ctrl, Выберите Shavenode;
— Нажмите «Comb Using Curves»
(Обратите внимание, это очень сильно загружает процессор, ваш компьютер может, даже зависнуть).
Если все сделано правильно, то волосы Shave & Haircut должны соответствовать направляющим.
Возможно вам потребуется увеличить настройки S&H.
Если же волосы выглядят не правильно, значит вы пропустили какой-то важный этап. Важно выполнить все этапы.


Расчесывание шерсти при помощи направляющих.

Теперь нам необходимо расчесать мех, стилизовав его на свой вкус, мы делаем это с помощью импортированных кривых направляющих.

Выберите все кривые, затем с помощью Ctrl выберите Shavenode, далее в меню Shave нажмите «Comb Using Curves».

Хитрость состоит в том, чтобы выбрать только кривые, а не родительскую группу, вы можете легко сделать это, скрыв все другие объекты в окне проекции и оставив только кривые Nurbs.

Если все прошло хорошо, мы должны сейчас увидеть стилизованные волосы Shave & Haircut. Вы можете скрыть направляющие кривые, чтобы ускорить просмотр. Возможно, вам придется увеличить масштаб, чтобы увидеть результат.

- Подключите ваши текстуры для плотности и длины волос; - Обновите текстуры. СОВЕТ: Вы должны обновить текстуры после изменения настроек волос. Теперь вы должны увидеть довольно точное представление волос.

— Подключите ваши текстуры для плотности и длины волос;
— Обновите текстуры.
СОВЕТ: Вы должны обновить текстуры после изменения настроек волос.
Теперь вы должны увидеть довольно точное представление волос.

Дополнительная стилизация меха.

Подключите две ваши дополнительные текстуры для плотности и длины волос, которые вы сделали раньше, затем обновите текстуру, теперь мех должен быть близко приближен к финальному.

Возможно, вам придется дополнительно настроить масштаб, завивку, изгиб.

Количество проходов волос также будет иметь значение для качества вашей визуализации, я поставил значение равное 4.

Для более плотного покрытия я использовал Multi Strand, который требует меньше  вычислительных ресурсов, но увеличивает фактическое количество волос. Вот мои настройки Multi strand:

area.autodesk.com4

Использование AIHair для Arnold.

В качестве визуализатора я использую Arnold, который поставляется с собственным шейдером волос. Он прекрасно работает с Shave & Haircut и называется aiHair shader.

Визуализация с помощью Arnold - Не беспокойтесь о настройках цвета и визуализации в Shave&Haircut, мы будем использовать aiHair; - На вкладке Arnold, в поле Hair Shader, создайте и подключите шейдер aiHair. - Поставьте галочку Override Hair (пожалуйста, прочитайте справку по Arnold для дальнейших действий).

Визуализация с помощью Arnold
— Не беспокойтесь о настройках цвета и визуализации в Shave&Haircut, мы будем использовать aiHair;
— На вкладке Arnold, в поле Hair Shader, создайте и подключите шейдер aiHair.
— Поставьте галочку Override Hair (пожалуйста, прочитайте справку по Arnold для дальнейших действий).

На изображении показано, как подключить шейдер AIHair в Shavenode.

Настройка шейдера AIHair.

В итоге хороший рендер меха будет зависеть от настройки шейдера aiHair, а также вашей настройки освещения. Я настоятельно рекомендую прочитать инструкцию к Arnold, чтобы узнать, за что отвечает каждая из настроек, вот мои настройки aiHair.

Настройка aiHair - подключите карту из слота diffuse в слоты Root color и Tip color; - на вкладке Extra Attributes, впишите значения в настройки Uparam / Vparam (это важно). Это скажет Arnold’у визуализировать цвет каждого волоса используя текстуру UV-координат.

Настройка aiHair
— подключите карту из слота diffuse в слоты Root color и Tip color;
— на вкладке Extra Attributes, впишите значения в настройки Uparam / Vparam (это важно). Это скажет Arnold’у визуализировать цвет каждого волоса используя текстуру UV-координат.

Важно отметить дополнительные настройки Uparam и Vparam, добавленный флажок скажет Arnold визуализировать мех, основываясь на UV-координатах текстуры. Я просто использовал диффузную текстуру для собаки.

Шейдинг модели.

Настройка шейдинга для тела собаки были очень простые, я использовал шейдер aiStandard с Facing Ratio Node, чтобы придать ему небольшой эффект персикового пушка и отражения по Френелю.

a1e3y-9jj6j-7ky8j-uv67b

Вот тестовый рендер с основным шейдером без меха.

ft3e5-02f2w-p41t4-02e7m

tba36-5934w-6ypk6-qnbsb

Глаза.

Для глаз я использовал довольно простую настройку, моделировал только роговицу, радужную оболочку и зрачок. Хороший шейдинг для всего, что требует прозрачности или преломления – довольно хитрая вещь. Убедитесь, что убрали галочку с опции «Opaque» во вкладке Arnold, выделенной фигуры. Это скажет Arnold просчитать прозрачность на этом объекте. Не забывайте использовать bump-карты на роговице и зрачке, его использование обеспечивает существенную разницу в том, как ваши глаза отражают свет. Я не использовал никакого SSS на глазах.

area.autodesk.com3

6jq29-3ese4-frn74-94f80

Освещение.

Для освещения я использовал aiSkyDomeLight и ai_sky от Arnold в качестве карты окружения. Так как я хотел повторить кадр из фотостудии, необходимо было просто найти подходящее закрытое HDR изображение. Поверните свой небосвод и ai-sky в удобное положение, используя IPR в качестве быстрого способа посмотреть финальный рендер.

Также я сделал простой фон и пол, с примененным к нему стандартным шейдером. Это дает отличный студийный вид и дает возможность для отскока освещения.

При освещении, я выключил мех, чтобы получить быстрые превью и установил мои образцы AA (Anti-Aliasing — сглаживание) на 1 или 2 также как в настройках основных камер.

Для моего финального рендеринга было достаточно одного HDR изображения, чтобы получить отличный результат и очень быстрый рендеринг. Однако, если вы хотели больше контроля над освещением, я узнал хороший трюк от главного осветителя в RSP. Он вырезал самые яркие места в HDR и использовали HDR только для заполняющего света. Затем вручную разместил основные источники света. Мы не однократно описывали этот трюк, с вырезанием источников света из HDR, в цикле статей «Зd визуализация сегодня». Возможно, вы захотите поэкспериментировать, используя этот метод для лучшего управления, только не забудьте сохранить отредактированный HDRI в 32-битном линейном цветовом пространстве.

area.autodesk.com2

Вот мои настройки для aiDomeLight с HDRI картой в формате EXR.

Совет: настройка разрешения (Resolution) должна соответствовать ширине вашего HDR изображения.

Рендеринг – Выборка по образцам.

Рендеринг с Arnold — это довольно простой процесс, фишка в том, чтобы найти баланс между скоростью и качеством. На сайте Arnold есть большая библиотека, которая поможет вам. В моей сцене огромную часть работы будут занимать вычисления рассеянного освещения и глянцевого меха, поэтому качество этих двух образцов были настроены выше чем преломление, которое использовалось только для глаз. Вообще, если у вас получается много шума, то прочитайте справку, а затем поднимите значения выборки. АА действует как множитель для всех типов образцов.

Глубина луча (Ray Depth).

Этот параметр определяет, сколько отскоков каждого типа лучей вычислит Arnold. Чтобы получить приятный глазу мех с полноценным GI, как мне хотелось, я указал параметру «Глубина луча» значение 2. Как правило, значение 1 должно тоже дать хорошие результаты.

Отражение (reflection) и преломление (refraction) настроены на 2, 4 соответственно, и глянец (glossy) настроен на 1, потому что нам не нужно, видеть отскок от глянцевой шерсти. В целом,  если вы получаете сообщения об ошибках рендера или черные пятна, то проверьте параметры Ray Depth.

area.autodesk.com

Визуализация проходов и финальный компоузинг.

Я фанат получения окончательного изображения при помощи визуализатора из 3D пакета без применения особых пост-обработок, так что я не отделял каждый канал в AOV. Конечно, вы можете это легко сделать при помощи Arnold, вот список AOV которые я использовал Beauty, Ambient Occlusion и Zdepth.

Создать АО Pass просто, надо лишь добавить пользовательский AOV с шейдером aiAmbientOccusion, закрепленным за ним. (См. рисунок)

8yg5v-587n4-xvaj3-6k758

k4vi4-fh4dn-2147x-x6uc0

Photoshop был использован для компоузинга конечного изображения, я работал в линейном цветовом пространстве настолько, насколько это было возможным до перехода на 16bit для цветокоррекции и просмотра. К сожалению Photoshop не обрабатывает хорошо линейное цветовое пространство, ранее я написал статью по решению этой проблемы:

Компоузинг 32-битных OpenEXR изображений в Photoshop — Демо рабочего процесса:

В конце был использован Magic Bullet PhotoLooks, чтобы немного приукрасить изображение, добавив цвета, насыщенность и т.д.

7a3yh-ewnc5-8gqhk-6yf7c

Заключение.

Я надеюсь, что вам понравился этот урок по созданию бассет-хаунда от начала до конца. Оставляйте свои комментарии ниже.

b4384-9t491-2a53r-7p4kj

39ke6-at4my-gs3fk-28rz9

94mr2-1vnky-fkatg-jcm61

Источник: area.autodesk.com
Автор: Джон Чен
Перевод: RAIT.kz — статьи о компьютерной графике

  • http://d3.kz Dulat

    Класс! Пока не вчитывался, но с мехом давно хочу поразбираться! В закладку! Спасибо, молодцы!