персонаж по частям для анимации

Модульные спрайтовые персонажи и их анимация

Эта запись девлога целиком посвящена моей системе анимации персонажей, она наполнена полезными советами и фрагментами кода.

За последние два месяца я создал целых 9 новых действий игрока (такие забавные вещи как блокировка щитом, уворачивание в прыжке и оружие), 17 новых носимых предметов, 3 набора брони (пластинчатый, шёлковый и кожаный) и 6 видов причёсок. Также я завершил создавать всю автоматизацию и инструменты, поэтому всё уже используется в игре. В статье я расскажу, как этого добился!

Надеюсь, эта информация окажется полезной и докажет, что необязательно быть гением, чтобы самостоятельно создать подобные инструменты/автоматизацию.

Краткое описание

Изначально я хотел проверить, можно ли совместить наложенные друг на друга спрайты с синхронизованными аниматорами для создания модульного персонажа с заменяемыми причёсками, снаряжением и носимыми предметами. Можно ли объединить нарисованную вручную пиксельную анимацию с по-настоящему настраиваемым персонажем.

Разумеется, такие функции активно используются в 3D- и 2D-играх с пререндеренными спрайтами или в 2D-играх со скелетной анимацией, но насколько я знаю, существует не так много игр, совмещающих созданную вручную анимацию и модульных персонажей (обычно потому, что процесс оказывается слишком монотонным).

Я раскопал этот древний GIF моего первого месяца работы с Unity. На самом деле этот модульный спрайт оказался одним из первых моих экспериментов в разработке игр!

Я создал прототип при помощи системы анимаций Unity, а затем для проверки концепции добавил одну рубашку, одну пару штанов, одну причёску и три предмета. Для этого потребовалось 26 отдельных анимаций.

В то время я создавал всю свою анимацию в Photoshop и не заморачивался автоматизацией процесса, поэтому он был очень скучным. Потом я подумал: «Так, основная идея сработала, позже я добавлю новые анимации и снаряжение». Оказалось, что «потом» — это несколько лет спустя.

В марте этого года я нарисовал дизайн большого количества брони (см. мой предыдущий пост), и заметил, как этот процесс можно сделать более удобным. Я продолжал откладывать реализацию, потому что даже при наличии автоматизации нервничал, что ничего не получится.

Я ожидал, что придётся отказаться от кастомизации персонажа и создать единственного главного героя, как в большинстве игр с ручной анимацией. Но у меня был план действий, и настало время проверить, смогу ли я победить этого монстра!

Спойлер: всё получилось замечательно. Ниже я раскрою свои ***секреты***

Модульная система спрайтов

I. Познай свои границы

Предварительно я провёл много тестов арта и контроля времени, чтобы выяснить, сколько может занять такая работа, и будет ли достижим для меня подобный уровень качества.

Я придумал численную оценку для каждой анимации и отказался от всего с плохими показателями. Изначально я планировал создать 6 наборов брони, но быстро осознал, что это перебор, и выбросил три типа.

Аспект отслеживания времени оказался очень важным, и я крайне рекомендую использовать его, чтобы отвечать на вопросы типа: «Сколько врагов могу я позволить себе создать в игре?». Всего после нескольких тестов мне удалось экстраполировать достаточно точную оценку. При дальнейшей работе над анимациями я продолжил следить за временем и пересматривать мои ожидания.

Поделюсь копией моего журнала работы за последние два месяца. Учтите, что это время идёт в добавок к моей обычной работе, где я провожу по 30 часов в неделю:

II. Смена палитры ради светлого будущего

С умом используя цвета в дизайне спрайтов, можно отрисовать один спрайт и создать множество различных вариаций при помощи смены палитры. Можно менять не только цвета, но и создавать различные включаемые и отключаемые элементы (например, заменой цветов на прозрачность).

Каждый набор брони имеет 3 вариации, а смешивая верхние и нижние части, можно получить множество комбинаций. Я планирую реализовать систему, в которой можно собрать один набор брони для внешнего вида персонажа, а другой — для его характеристик (как в Terraria).

В процессе работы меня приятно удивляли обнаруживаемые любопытные комбинации. Если соединить пластинчатый верх с шёлковым низом, то можно получить нечто в стиле боевого мага.

Лучше всего реализовывать смену палитр, используя в спрайте цвета, кодирующие значение, чтобы в дальнейшем можно было брать их для поиска настоящего цвета из палитры. Я знесь немного упрощаю, так что вот видео, с которого можно начать:

Я не буду объяснять всё в подробностях, а вместо этого расскажу о способах реализации этой техники в Unity, и об их плюсах и минусах.

1. Текстура поиска для каждой палитры

Это наилучшая стратегия для создания вариаций врагов, фонов и всего того, где множество спрайтов иеет одинаковую палитру/материал. Различные материалы нельзя сгруппировать в батчи, даже если они используют одинаковый спрайт/атлас. Работа с текстурами довольно мучительна, но палитры можно изменять в реальном времени, заменяя материалы, с помощью SpriteRenderer.sharedMaterial.SetTexture или MaterialPropertyBlock, если вам нужны разные палитры для каждого экземпляра материала. Вот пример фрагментной функции шейдера:

2. Массив цветов

Я остановился на этом решении, потому что мне нужно было заменять палитры каждый раз, когда меняется внешний вид персонажа (например, при надевании предметов), и создавать некоторые палитры динамически (чтобы отобразить выбранные игроком цвета волос и кожи). Мне показалось, что во время выполнения и в редакторе для этих целей гораздо проще будет работать с массивами.

Я представил свои палитры как тип ScriptableObject и использовал для их редактирования инструмент MonoBehaviour. Проработав долгое время над редактированием палитр в процессе создания анимаций в Aseprite, я понял, какие инструменты мне требуются и писал эти скрипты соответствующим образом. Если вы хотите написать собственный инструмент для редактирования палитр, то вот какие функции я обязательно рекомендую реализовать:

— Обновление палитр на различных материалах при редактировании цветов для отображения изменений в реальном времени.

— Присваивание названий и изменение порядка цветов в палитре (используйте поле для хранения индекса цвета, а не его порядка в массиве).

— Выбор и редактирование нескольких цветов за раз. (Совет: поля Color в Unity можно копипастить: просто нажмите на один цвет, скопируйте, нажмите на другой цвет, вставьте — теперь они одинаковы!)

— Применение цвета оверлея ко всей палитре

— Запись палитры в текстуру

3. Единая текстура поиска для всех палитр

Если вы хотите переключать палитры на лету, но в то же время вам необходим батчинг для снижения количества вызовов отрисовки, то можно использовать эту технику. Она может оказаться полезной для мобильных платформ, но использовать её довольно неудобно.

Во-первых, нужно будет упаковать все палитры в одну большую текстуру. Затем вы используете цвет, заданный в компоненте SpriteRenderer (AKA цвет вершины) для определения строки, которую надо считать из текстуры палитры в шейдер. То есть палитра этого спрайта управляется через SpriteRenderer.color. Цвет вершины — это единственное свойство SpriteRenderer, которое можно менять без нарушения батчинга (при условии, что все материалы одинаковы).

В большинстве случаев лучше всего использовать для управления индексом альфа-канал, потому что вам скорее всего не понадобится куча спрайтов с различной прозрачностью.

Чудеса замены палитр и слоёв спрайтов. Так много комбинаций.

III. Автоматизируйте всё и применяйте подходящие инструменты

Для реализации этой функции автоматизация была совершенно необходимой, потому что в результате у меня получилось около 300 анимаций и тысячи спрайтов.

Первым моим шагом стало создание экспортёра для Aseprite, чтобы управлять моей безумной схемой слоёв спрайтов при помощи удобного интерфейса командной строки. Это просто скрипт на perl, который обходит все слои и метки в моём файле Aseprite и эспортирует изображения в определённой структуре каталогов и имён, чтобы я смог в дальнейшем их считывать.

На стороне Unity серьёзные проблемы у меня возникли в двух местах: в загрузке/нарезке спрайтшита и в построении клипа анимации. Мне бы очень помог понятный пример, поэтому вот фрагмент кода из моего импортёра, чтобы вы не так мучились:

Если вы этого ещё не делали, то поверьте — начать создавать собственные инструменты очень легко. Самый простой трюк заключается в размещении в сцене GameObject с привязанным к нему MonoBehaviour, которое имеет атрибут [ExecuteInEditMode]. Добавьте кнопку, и вы готовы к бою! Помните, что ваши личные инструменты не обязаны выглядеть хорошо, они могут быть чисто утилитарными.

При работе со спрайтами автоматизировать стандартные задачи довольно легко (например, создание текстур палитр или пакетную замену цветов в нескольких файлах спрайтов). Вот пример, с которого можно начать учиться изменению своих спрайтов.

Как я перерос возможности Mecanim: жалоба

Со временем прототип системы модульных спрайтов, который я создал с помощью Mecanim, стал самой большой проблемой при апгрейде Unity, потому что API постоянно сильно менялся и был плохо задокументирован. В случае простого конечного автомата было бы разумно иметь возможность запрашивать состояния каждого клипа или менять клипы во время выполнения. Но нет! Из соображений производительности Unity запекает клипы в их состояния и заставляет нас использовать для их смены неуклюжую систему переопределений.

Сам по себе Mecanim не такая уж плохая система, но мне кажется, что ему не удаётся реализовать свою основную заявленную особенность — простоту. Идея разработчиков заключалась в том, чтобы заменить то, что казалось сложными и мучительным (скриптинг) чем-то простым (визуальным конечным автоматом). Однако:

— Любой нетривиальный конечный автомат быстро превращается в дикую паутину узлов и соединений, логика которой разбросала по разным слоям.

— Простым случаям использования мешают обобщённые требования системы. Чтобы проиграть одну-две анимации, вам нужно создавать новый контроллер и назначать состояния/переходы. Разумеется, присутствует и излишняя трата ресурсов.

— Забавно, что в результате вам всё равно приходится писать код, ведь чтобы конечный автомат делал что-то интересное, нужен скрипт, вызывающий Animator.SetBool и подобные ему методы.

— Для многократного использования конечного автомата с другими клипами нужно дублировать его и заменять клипы вручную. В дальнейшем вам придётся вносить изменения в нескольких местах.

— Если вы хотите изменять то, что находится в состоянии во время выполнения, то у вас проблемы. Решением будет или плохой API, или безумный граф с одним узлом для каждой возможной анимации.

Рассказ о том, как разработчики Firewatch попали в ад визуального скриптинга. Самое забавное в том, что когда докладчик показывает наиболее простые примеры, они всё равно выглядят безумно. Зрители в буквальном смысле стонут на 12:41. Добавьте огромные затраты на обслуживание, и вы поймёте, почему я сильно не люблю эту систему.

Многие из этих проблем даже не вина разработчиков Mecanim, а просто естественный результат несовместимых идей: нельзя создать общую и в то же время простую систему, а описывать логику при помощи изображений сложнее, чем просто словами/символами (кто-нибудь помнит флоучарты UML?). Я вспомнил фрагмент из доклада Зака Макклендона на Practice NYC 2018, и, если найдётся время, рекомендую вам посмотреть видео целиком!

Однако я разобрался. Визуальный скриптинг всегда порицается агрессивными «пиши свой собственный движок» нердами, не понимающими потребностей художника. К тому же нельзя отрицать, что бОльшая часть кода выглядит как непостижимый технический жаргон.

Если вы уже немного программист и делаете игры со спрайтами, то вам возможно стоит подумать дважды. Когда я начинал, то меня был уверен, что никогда не смогу написать что-то связанное с движком лучше, чем разработчики Unity.

Источник

Общая концепция персонажной анимации

Зовут меня Поклонов Максим Александрович, в сети могу встретиться как MaxGoodwin. Мне 30 лет, живу в Казахстане в городе Усть-Каменогорске. Занимаюсь графикой около 10 лет, профессионально последние года три или четыре. Работал в основном в видео рекламе, в последний раз, в небольшой анимационной студии. Сейчас нахожусь в свободном полете, занимаюсь бизнесом и фрилансом. Наконец-то волен делать такую графику, которую я хочу. Не утратил веру сказку, чего и вам желаю.

Об уроке

Всем привет, с вами снова я. На этот раз хочу рассказать об общей концепции сборки персонажа для анимации. Компания Axysoft любезно разрешила использовать персонажа агента, разработанного мной специально для мультфильма одной из игр, в качестве наглядного примера оснастки персонажа. Урок посвящается искателям, которые никогда не останавливаются на достигнутом. Я покажу вам общую картину. Не буду особо углубляться в детали. Те, кто действительно хочет стать профессиональным аниматором, смогут почерпнуть из этого урока очень многое. Я дам только принцип, иначе если разложить все на отдельные действия, то пришлось написать бы об этом книгу. Однако постараюсь донести информацию наиболее понятно, чтобы урок был максимально полезен.

Введение

Общая концепция оснастки персонажа

Модель
Для того чтобы сделать модель требуется скетч или по-нашему набросок.

Глядя на набросок, создаем модель. При создании модели надо обязательно представлять как будут изгибаться конечности, где будут располагаться суставы и тд. Модель делается в низко полигональном исполнении, но каждая линия, каждый полигон должен быть четко обоснованным необходимостью. Вообще, к слову сказать, низко полигональное моделирование целое отдельное искусство в своем роде. После создания модели делаем Unwrap UVW всех необходимых частей, для правильного текстурирования.

После этого любые преобразования драйвера будут отражаться на модели.

Collision object
Для хорошей и легкой анимации ткани, помимо низко полигонального драйвера ткани необходимо учесть еще один не мало важный момент. Объект столкновения тоже должен быть заранее специально подготовлен для этого. Причем его форма может отличаться от оригинала в случае необходимости.

Если указать всю модель в качестве Collision object, то соответственно расчет будет происходить несравнимо дольше, да и к тому же наверняка с ошибками.

Hair driver
Анимация волос на сегодняшний день представляет громадную проблему для обычного пользователя. Ни одно средство для создания волос не предлагает нормального безглючного законченного инструмента для задания нормальной динамики волос. Однако для этого буквально на «ура» пригождается все тот же симулятор ткани Cloth FX. Он обладает всеми необходимыми возможностями для этого. Принцип этого способа вкратце опишу ниже.

Хочу отдельно поблагодарить Комарову Заряну, за участие в разработке этого способа, и за поиск наиболее оптимальных настроек ткани для симуляции волосяной динамики.

Запомните правильное размещение джоинтов (суставов) это ключ к правильному риггингу.

Скальп
Таким душераздирающим словом называется объект, из которого растут волосы. Его форма полностью зависит от формы роста волос на голове персонажа.

Практические моменты

Для начала разберем несколько практических примеров, которые будут использоваться при оснастке персонажа. Дело в том, что здесь будут применяться не совсем привычные или стандартные подходы и соответственно придется пояснить, как это реализовано иначе повествование потеряет смысл.

Attachment Controller
В данном случае мы будем активно использовать Attachment Controller. Он позволит нам привязать к модели такие не маловажные детали как пуговицы, шляпы, очки, а также при создании вспомогательных объектов. Для этого можно создать Point Helper, назначить на него Attachment Controller и указать позицию размещения на объекте.

Вообще эта процедура требует сделать довольно много движений, и разместить хотя бы с десяток точек на модели доставит не мало возни. Для этой процедуры я использую скрипт Create Point on Surface из бесплатного пакета Пола Хоримса TiM-Scripts www.hyperent.com.

Эти скрипты я назначил себе в Quad Menu наряду с остальными полезными скриптами.

Face Attached to Surface
Для анимации мимики будем делать еще один интересный прием. Поскольку анимация мимики будет делаться не костями, а передаваться с меш-анимации лицевого драйвера, то надо к чему-то привязывать нижнюю челюсть. Что к чему, об этом позже, сейчас разберем суть самого приема.

Нужно сделать объект, а внутри него полигон, привязанный к стенкам этого объекта. Этот полигон будет имитировать челюстную кость.

Принцип построения следующий: строим модель и отдельно от нее полигон. Точки полигона размещаем, как нам надо внутри модели на полигонах или точках и применяем модификатор Skin Wrap. В качестве деформера указываем модель, и теперь при любых деформациях модели, точки полигона будут, как бы привязаны к стенкам модели.

К полигону применяем Mesh Smooth и прилепляем к нему точку на Attachment Controller. А к этой точке уже можно линковать нижнюю челюсть.
Данный прием также легко делается с помощью скрипта Create Face Attached to Surface из пакета TiM-Scripts.

Часть 1. Подготовка модели

Модель
Итак, создаем модель и размещаем ее в нулевой точке.

При создании модели желательно использовать модификатор Symmetry, чтобы все симметричные объекты можно было разместить идеально в нулевой точке. Это здорово облегчит риггинг и скининг, особенно при работе с пальцами, тогда можно будет скопировать вес точек с одной половины на другую, в противном случае придется настраивать всю модель.

При скининге совсем не обязательно копировать Skin на каждый элемент путем Paste Instanced, потому, что каждый элемент может иметь собственные настройки Skin-а, а так же содержать только необходимые кости.

После того как модель создана и размещена, надо бы сделать Reset X-Form каждого элемента (находится в панели Utilities) и конвертировать обратно в Editable Poly. Эта процедура обнулит все внутренние трансформации объектов. Так же нужно переместить Pivot всех объектов в нулевую точку и проследить чтобы он был в нулевой точке, иначе опять же при скине могут возникнуть проблемы с Mirror Plane (копированием весов точек).

Более простой и надежный способ приготовить меш к риггингу это воспользоваться скриптом Collapse Selected to Poly at Origin из пакета TiM-Scripts. Он сбросит все скрытые трансформации и переместит Pivot всех выделенных объектов в нулевую точку. Еще раз замечу, модель перед этим нужно разместить идеально в начале координат.

По-хорошему бы, не полениться и хорошенько сделать Unwrap UVW для всех элементов.

Еще одна деталь. Чтобы не путаться при нацеливании глаз, будем использовать глазные хелперы. Просто создаем два Point Helper-а, и к ним уже линкуем модели глаз. А хелперы нацеливаем на таргеты при помощи Look At. Как управляться с Look At контроллерами смотрите здесь.

Чтобы было удобнее работать с Look At таргетами, я их не линкую напрямую, а назначаю на родительский таргет, контроллер Link Constraint и в качестве целей могу указывать разные объекты. Например, сначала он у меня прилинкован к головной кости скелета (или лучше всего к точке приаттаченой к макушке), потом я на какое-то время линкую его к предмету в сцене, а потом опять к голове. Это дает мне возможность управлять взглядом персонажа, как мне надо.

Face Driver
Потом надо подготовить дополнительные элементы. Это так называемые драйвера. С помощью драйверов мы будем передавать анимацию на декорации. Сначала сделаем драйвер для лица. В данном случае я просто скопировал модель головы.

Cloth Driver
Потом я скопировал те части пальто, которые будут раскачиваться при ходьбе. Сделал Detach, получился драйвер для ткани.

Collision Object
Из рук модели я делаю Collision Object. Причем форма объекта столкновения может быть такой, чтобы обеспечить нужные коллизии. В данном случае в месте кистей Collision Object расширяется в виде воронки.

Скальп
Выделив полигоны на голове надо скопировать и отделить их. После некоторой доработки получится объект, имеющий форму роста волос. Позже мы прилепим его на Skin Wrap к драйверу головы и пустим из него волосы.

Когда все драйвера готовы, начинаем оснащать модель.

Часть 2. Оснастка модели

Скелет.
Строим скелет и размещаем его в нулевой точке. Высоту сразу настраиваем так, чтобы тазовая кость разместилась на высоте таза персонажа. Потом настраиваем грудную клетку, голову, конечности и пальцы на одной половине. Если модель построена симметрично, то настроенные кости с одной половины можно скопировать на другую половину, благо многие костные системы позволяют это делать.

Самое главное это правильно разместить джоинты (суставы). Для того чтобы увидеть джоинты я выделяю весь скелет, перевожу его в Box Mode (отображение только габаритного контейнера) это можно сделать через свойства, и во вкладке Display, в самом нижнем свитке Link Display включаю галку Display Links.

Еще один момент по ригу. Ступни. Я работаю с CAT и там есть такая штука Foot Platform и, в общем-то, везде пишут, что Foot Platform должен занимать всю ступню целиком. Но тут есть одно но, в зависимости от системы, в которой вы работаете, размещение Foot Platform должно позволять изгибаться пальцам ноги. В моем случае Foot Platform идет от пятки до пальцев. Если все оставить как есть, то пальцы будут проваливаться в пол, ну а если поднастроить CAT motion (редактор походки в CAT) то пальцы будут двигаться как надо.

В общем, в чем бы вы не работали, учитывайте положение ступни и пальцев скелета.
Обязательно перед скином сделайте тестовую анимацию скелета, лучше всего цикл ходьбы. Обычно на этом этапе вылезают ошибки построения скелета. Очень обидно бывает, когда скин настроен, начинаем делать анимацию, а скелет двигается неправильно. Удаляем скин, переделываем Rig и начинаем по новой скинить.

Скин.
По скину особых замечаний, наверное, не будет. Делается все как обычно. Единственное что стоит учесть это тканные элементы, они будут скинится отдельно и те места, которые будут мягкими желательно продумать заранее. Их не надо скинить на все подряд кости. Например, пола пальто не скинится к ногам она будет просто болтаться тканью. Если модель симметричная, то настраиваем сначала одну половину, потом входим в Mirror Mode и перекидываем настройки костей и веса точек на другую половину.

При работе со скином или с тканью некоторые сомнительные участки можно смягчить, применив к ним Mesh Select и Relax.

Прискиненый персонаж должен двигаться правильно. Для этого нужно сделать тестовую анимацию и все тщательно проверить и поднастроить. В CAT я для этого обычно просто задаю цикл походки. Драйвера и скальпы, и прочие дополнительные причиндалы пока не трогаем. Ими мы займемся отдельно.

Ткань.
Сначала нужно прискинить драйвера. Для этого прямо в стеке модификаторов, через контекстное меню копируем модификатор Skin с модели и вставляем его (Paste) в стек драйвера ткани и объекта столкновения, если помните, это у нас измененная копия рук. Теперь Cloth Driver и Collision Object будут двигаться вместе с руками. Подстройте Skin, если требуется.

При назначении Skin Wrap-а происходит инициализация геометрии драйвера, поэтому в этот момент модель и драйвер должны находиться в одном положении. Но иногда случается такой глюк, в процессе настройки других модификаторов, Skin Wrap самостоятельно преринициалицируется при несовмещеных позициях. Для того чтобы исправить положение нужно поотключать все модификаторы в стеке обоих моделей (кроме Skin Wrap естественно), и запустить реинициализацию нажатием кнопки Reset в модификаторе Skin Wrap. (При изменении меша драйвера или модели, бывает, реинициализация не помогает, приходится удалять Skin Wrap и назначать его по-новой).

Создаем первую группу. Для этого выделяем те точки драйвера, на которых будет «висеть» ткань. Группу создали, назвали ее, например «Coat HARD» и нажали кнопку Preserve. Это значит, что данные точки будут попадать под действие предыдущих модификаторов, то есть останутся под действием Skin-а.

Так же создаем вторую группу, чтобы закрепить рукава. Называем ее как-нибудь типа «Hands HARD» и тоже делаем Preserve.

Мне не нужно, чтобы ткань болталась слишком интенсивно, для этого я теперь делаю мягкие группы. Делаем выделение, как и в первой группе (можно прямо кликнуть на первой группе в списке и точки выделятся сами), создаем новую группу и называем ее «Coat SOFT». На эту группу не назначаем никакого действия. Но в настройках активируем галку Soft Selection, настраиваем его как надо и настраиваем свойства такни этой группы. Нам нужно сделать ткань в этом месте жестче, в этом здорово помогают настройки Bend и Shear. Bend выкручиваем до 100, а Shear аж до 1000. С этими параметрами можно спокойно экспериментировать, достигая нужного результата. Ставим галку Use These Properties, иначе эти свойства не будут включены.

То же самое проделываем с рукавами. Создаем группу, называем «Hands SOFT», но на нее я назначаю действие Preserve. Это нужно для того, чтобы рукав плавно выходил из под действия скина и переходил в ткань. Так я смогу сделать ткань не то, чтобы жестче, но типа того. Для того чтобы эта настройка повлияла на Preserve, нужно активировать галку Soft. Настройки Bend и Shear делаем такие же, как у пальто, и ставим галку Use These Properties. Выходим из режима подобъекта.

Вот теперь запускаем просчет. Сначала нажимаем кнопку Simulate Local, чтобы ткань обвисла на Collision Object, потом запускаем Simulate.

Теперь, если все правильно, то модель пальто будет повиноваться драйверу.

Вкратце, работает он так: выделяем кости, и применяем скрипт. После этого на каждом джоинте появится хелпер, при помощи которого можно управлять костями. Внимание: кости надо выделять двойным кликом по первой кости в иерархии, тогда выделится вся цепочка костей как надо. Если кости выделять вручную, скрипт не сработает. Кости я «рисую» прямо по модели головы включив привязку к полигонам.

Но вернемся к нашей модели. Принцип передачи анимации с драйвера на голову такой же, как при анимации ткани, с той разницей, что анимацию будет задавать модификатор Point Cache. В отдельном файле с мимикой, я создаю анимацию. На верху стека у меня назначен Point Cache. С его помощью я записываю меш анимацию головы в файл. В файле с цены у меня есть драйвер лица, который тоже наверху стека имеет модификатор Point Cache. С его помощью я загружаю в драйвер, сохраненную ранее меш-анимацию лица, а драйвер, в свою очередь, передает ее на модель через Skin Wrap.

Итак, копируем Skin с модели головы и вставляем как Instance в стек драйвера. Теперь и драйвер, и модель головы «сидят» на одном скине. Назначаем на модель модификатор Skin Wrap и в качестве деформера указываем драйвер. Настраиваем параметры, так чтобы драйвер передавал анимацию один в один, глюков быть не должно. Важный момент: перед применением модификатора Skin Wrap нужно поотключать все модификаторы и на модели и на драйвере, чтобы они оба оказались в дефолтном положении и полностью совместились.

Я создам простой объект (скальп) и модель волоса (сплайн). В обычном случае можно просто прилинковать сплайн к скальпу, чтобы волосы при анимации вели себя правильно. Но если поверхность скальпа будет анимирована, как в моем случае или при анимации животного, покрытого шестью, то сплайны придется аттачить прямо на поверхность. Для этого я размещаю сплайны на поверхности, и в местах начала волос делаю приаттаченые к поверхности точки, используя скрипт Create Point on Surface (способ описан выше). А потом просто линкую каждый сплайн к своей точке.

После применения Hair FX и сплайнов, в качестве направляющих, мы получаем скальп, покрытый направляющими волос.

Я сделал слишком плотный скальп в своем примере, и направляющих получилось много, но зато я покажу, что симулятор ткани справляется и с такой задачей. В панели Modify мы можем преобразовать полученные направляющие, в какой либо вид.

Конвертируем их в Cloth Mesh. После этого мы можем применять модификаторы как к обычному мешу. Применяем Cloth FX. Сначала в свойствах указываем, что это ткань. За тем заходим в подобъект Group и выделяем корни волос. Задачка не из легких, я для этого использую Paint Selection. Просто крашу, выделяя все вершины, включая нужные, потом крашу, снаружи снимая лишнее выделение и оставляя только нужные вершины выделенными. В более поздних версиях Cloth FX в подобъекте Group появляется кнопка Get, она позволяет выделить корни волос одним кликом.

Чтобы придать волосам жесткость нужно создать еще одну группу. Для этого опять выделяем корни (можно кликнуть на первую группу и ее точки выделятся) и создаем вторую группу. Назначаем ей тоже Preserve. Ставим галку Soft, активируем и настраиваем Soft Selection. Таким образом, волосы будут плавно переходить из жесткого состояния в ткань. Так же подкручиваем до 100 Bend, Shear ставим 1000, ставим галку Use These Properties, это добавит жесткости самой ткани.

Теперь, если есть анимация, запускаем сначала Simulate Local, потом Simulate и смотрим, что получилось.

Таким нехитрым образом можно делать практически любую динамику волосам, а так же коллизии с другими объектами. Вообще желательно делать менее плотный скальп, чтобы уменьшить количество направляющих, тогда будет легче управляться с коллизиями, да и вообще, легче при анимации.

То же самое можно проделать и с Ornatrix, но путь немного сложнее. Нужно сделать направляющие волос, отредактировать их, и сделать копию. Одну копию преобразуем в Ox_mesh и потом сконвертим в Poly, а вторую копию используем для создания волос. Первую копию обрабатываем как ткань, а вторая повторяет ее движения через Skin Wrap. Единственное, что Skin Wrap должен находиться в стеке ДО создания волос и действовать непосредственно на направляющие.

Кстати, к волосяным направляющим можно так же применять и другие модификаторы. Например с помощи Skin Wrap можно сделать делать анимацию косы.

Аттачи.
Теперь прилепим к модели остальные элементы, такие как пуговицы, шляпа и тд. Прилеплять будем все через ту же приаттаченую к поверхности точку. И сразу же разберем несколько моментов. Лепить аттачи на декорацию ни в коем случае нельзя. Аттач приклеивается к определенному месту на определенном полигоне, то есть когда мы применим к декорации сглаживание, то наш аттач уедет неведомо куда. Поэтому все аттачи будем лепить, конечно же, на драйвера. Вот с пуговиц и начнем.

Приближаем нужный участок, и создаем приаттаченые точки в нужных местах. После чего просто линкуем пуговицы к аттачам.

(Чтобы разгрузить обзор, я обычно перевожу некоторые объекты в Box Mode. Очень удобно, если назначить Box Mode на горячую клавишу.)

Ну и последний аттач это нижние зубы. Для того чтобы правильно прикрепить их к мешу построим полигон, имитирующий челюстную кость. Этот прием был описан выше. На полигоне размещаем аттач, и к нему линкуем нижние зубы.

Часть 3. Рендер и постобработка

Решение этой задачи до банальности и простое. Все пост-эффекты, что мы применяем в максе, можно делать уже после того, как порендерина картинка, в процессе видеомонтажа. Фокус заключается в том, что при рендеринге к изображению подключаются необходимые для производства эффекта каналы. Только в максе мы не работаем непосредственно с ними, мы просто включаем Image Motion Blur (смаз при движении), Glow (сияние) или Depth of Field (глубина резкости) в конце концов. Но мы и понятия не имеем, как создается сам эффект. Зато если сделать рендер и сохранить изображение в файл содержащий каналы, например в *.RPF то у нас получается чистый исходник, на котором мы можем настроить эффекты как нужно, в сторонней программе, а если сделать рендер сразу с эффектами, то если что-то не так, то придется все перерендеривать.

Каналы
Чтобы понять, что такое каналы, представим книжку. Называется она G-buffer. На лицевой странице мы видим RGB изображение, а в качестве страниц – каналы. Их невидно, но открыть книжку и посмотреть каналы нам поможет профессиональный пакет видеомонтажа типа Fusion, Combustion, есть и другие, в принципе.

Так вот, что нам дают эти каналы: например Z-buffer дает нам черно-белую картинку, где каждая точка имеет цвет в зависимости от удаления в сцене.

Благодаря Z буферу, мы можем применять 3D эффекты на видеомонтаже, такие как туман или глубина резкости, можно поместить в 2D изображение объект, как будто это не 2D, а 3D сцена, и даже сымитировать освещение! И к тому же сами эффекты можно сделать намного качественнее чем в максе. При помоши плагинов можно настоить эффект DOF с очень даже неплохим боке, то же касается и остальных эффектов.

Канал Z буфера, прошу не путать с каналом, который дает Render Elements. Напомню, Render Elements – опция доступная в настройках рендера, позволяет вывести содержимое некоторых каналов в G-buffer. Но он работает не корректно, во всяком случае, получить Z канал волос, если они присутствуют в сцене, вам не удастся.

Motion Blur нам поможет сделать канал Velocity. Этот канал выглядит как разноцветная картинка. В зависимости от движения в кадре каждая точка имеет определенный цвет, который понимается как вектор движения. И в соответствии с информацией точек происходит направленное размытие картинки.

(для демонстрации сделал некоторые скриншоты во Fusion, а некоторые в Combustion)

Точно так же делается Image Motion Blur и в максе. Только если что-то не так, то картинку придется пересчитывать по-новой.

Правда есть одно но. Волосы не влияют на канал Velocity. И соответственно не удастся применить к ним Motion Blur используя этот канал. Зато есть возможность делать это, вообще не используя никаких каналов. Для применения к любому изображению моушен блюра я обычно применяю плагин для After Effect Reel Smart Motion Blur. Этот плагин позволяет примерять смаз к обычной последовательности кадров не имеющей никаких каналов. Плагин просто анализирует изображение и сам определяет вектор смаза. Эффект получается потрясающе реалистичный, и этот плагин меня, в общем-то, ни разу не подводил. Радует и то, что преимущественно плагины от AE подходят как для Fusion так и для Combustion.

Покажу еще один канал – Material ID. Этот канал появляется, когда мы назначаем номер на канал эффектов в максе.

Примерно так же выглядит канал Render Node ID

Эти каналы похожи. Их можно использовать для применения эффектов определенного объектом участка изображения. Например, можно назначить на конкретную область эффект сияния.

Чтобы подытожить сказанное, расскажу, как можно использовать эти каналы на практике. Для того чтобы получить изображение, содержащее эти каналы, нужно указать сохранение файла в формат RPF или RLA. В настройках формата нужно включить использование нужных каналов. Таким образом, мы получим то, что требуется. Рендерим сиквенцию кадров, после чего открываем в монтажной программе, поддерживающей каналы, и делаем эффекты. Чтобы совместить все нужные эффекты, требуется некоторе знание мтонтажного пакета, но все реально все делается. Ну, а потом кому как нравится. Свести все готовые куски можно там же, либо в другой программе типа Adobe After Effect или других.

Еще сделаю одно дополнение по Z буферу. Если сцена содержит поверхности с масками прозрачности, то стандартный Scanline рендер не увидит никакой прозрачности и даст нам Z буфер в виде объектов, присутствующих в сцене.

В качестве рендера я использую Final Render, и по умолчанию он фиксит этот глюк. Но наверняка эта проблема, все же имеет место быть, и для ее решения можно использовать процесс Павла Кузнецова G-corrector. Он как раз решает проблемы прозрачности для различных каналов G-буфера.

Надеюсь, эта инфа кому-нибудь поможет добиться в графике многого, если кто дойдет до Голливуда, не забывайте про старика Гудвина ) Всем привет!

Источник