| содержание | {PAGES} | Денежные системы |
Издательство "Питер": Библиотека: Анимация персонажей в 3D Studio MAX |
|
Издательство "Питер": Библиотека: Анимация персонажей в 3D Studio MAX Содержание Анимация персонажей в 3D Studio MAX Оглавление Часть 1 Глава 1 Общая анатомия человека Основы строения человеческого тела на фоне достижений компьютерной анимации Соединения костей тела Форма тела Голова и лицо Шея Вес тела и внешние нагрузки Содержание следующей главы Глава 2 Сравнительная анатомия человека Рост и возраст Искажения пропорций и отклонения от нормы Содержание следующей главы Глава 3 Анатомия животных Птицы Разнообразная живность Повадки животных Содержание следующей главы Глава 4 Страна фантазий Логика зарождения фантастических существ Трехмерная мультипликация Содержание следующей главы Глава 5 Природа движений Процесс анимации движений человека Анимация головы и лица Анимация тела персонажа Слабые движения, определяющие реализм персонажа Преувеличения Движения животных Фиксация движений Содержание следующей главы Часть 2 Глава 6 MAX и Character Studio: счастливая встреча 3D Studio Max Подготовка к работе с character studio Основы работы с Сharacter Studio Модификатор physique (телосложение) Содержание следующей главы Глава 7 Инструмент Biped 101 Быстрое начало Изучение базовой фигуры Biped Настройка фигуры biped Загрузка и сохранение файлов biped Содержание следующей главы Глава 8 Расширенные возможности модуля Вiped Повышение естественности базовой анимации походки Присоединение объекта к фигуре biped Движения свободного типа Имитация ведения мяча Ведение баскетбольного мяча на бегу Содержание следующей главы Глава 9 Модификатор Рhysique Загрузка сетчатой оболочки А нужна ли эта нудная настройка? Содержание следующей главы Глава 10 Эффекты преувеличения при моделировании персонажей Преувеличения при передаче движений Преувеличения частей тела Лица гротескных персонажей Управление выражением лица Содержание следующей главы Глава 11 Применение модуля Bones Pro Max Bones Pro Max Вbones Рro Мax: быстрое начало Использование редактора влияния Назначение вершин Соединение оболочек Инструмент snapshot plus для быстрого создания моделей Содержание следующей главы Глава 12 Расширенные возможности Вones Рro Мax Ох уж эти кости Создание скелета коровы Превращение костей в скелет Вones Рro Мax Связывание телесной оболочки со скелетом Наша старушка еще побегает Совместное использование Вones Рro Мax и Сharacter Studio Заключение приложение А приложение Б Рекомендуем: Эффективная работа с Photoshop 5.5 А. Тайц, А. Тайц Цена: 117 руб. CorelDRAW 9 для профессионалов Ш. Хант Цена: 195 руб. Глава 1 Часть 1 Общая анатомия человека Сравнительная анатомия человека Анатомия животных Страна фантазий Природа движений Глава 1 Строение человеческого скелета Анализ внутренних связей и функциональных возможностей тела Принципы работы мускулатуры Форма и пропорции тела Черты и мимика лица Влияние силы тяжести на строение тела Общая анатомия человека В этой главе мы рассмотрим анатомию и физиологию человека, начиная со строения скелета. Дело в том, что большинство существующих программ трехмерного моделирования, подобных пакету 3D Studio MAX фирмы Kinetix с его модулем расширения Character Studio, работают со скелетом или «костями», на основе которых строятся модели персонажей. Даже когда конструируемая модель совсем не похожа на человека (это может быть инопланетный гуманоид или динозавр с шарообразным туловищем), вам придется для начала изучить строение человечес кого тела и механизм его движений, если предполагается, что движения персонажа будут подобны человеческим. Именно эти вопросы рассмотрены в первой главе. Основы строения человеческого тела на фоне достижений компьютерной анимации Приходилось ли вам слышать, чтобы кто-нибудь, глядя на экран с изображением компьютерного персонажа, воскликнул: «Ого, как здорово, даже не могу различить, что это: реальная съемка или трехмерная графика»? Полагаю, что нет. Наши глаза настолько привыкли к виду живого человека, его движениям и реакциям, что мы мгновенно замечаем любое малейшее несоответствие реальности. Это одна из причин, по которой трехмерные персонажи компьютерных анимаций все еще далеки от человеческих форм. Невероятно трудно обмануть глаз, а в результате волшебство анимации пропадает. Вместо попыток скопировать человека режиссер «Игрушечной истории » (Toy Story) Джон Лэйстер (John Lasseter) из компании Pixar сконцентрировал усилия на анимации форм, отличных от формы тела человека. Оказалось, проще оживить настольную лампу в мультике «Лампенок » (Luxo Jr.) или вдохнуть жизнь в маленький печальный одноколесный велосипед из фильма «Мечта Реда» (Red's Dream), чем имитировать человека. Даже клоун из фильма «Мечта Реда» выглядел слишком карикатурно. Оловянный солдатик (Tin Toy) был первым существом, которого Лэйстер попытался сконструировать в виде живой человекоподобной куклы, и, несмотря на исключительный талант создателя, результат все же оказался неважным. Несомненно, с той поры прошло уже несколько лет. Однако и сегодня наиболее яркими героями трехмерных анимаций являются персонажи-игрушки. В фильме «Игрушечная история » люди выглядят почти карикатурно и обычно изобража ются на заднем плане, чтобы не отвлекать внимания зрителей. Главные звезды фильма — игрушки. Компьютерные модели животных тоже могут играть роль крупных звезд, крупных в прямом смысле слова, а иногда и громадных, как динозавры в фильме «Парк юрского периода » (Jurassic Park). Компания Industrial Light and Magic (ILM) создала в этом фильме поистине удивительные эффекты: естественного вида кожа ящера семейства Thezaurus Rex облегает его ребра и передает дыхание, а стадо мелких динозавров проносится на фоне титров фильма. Невозможно забыть также трехмерные анимации животных из фильма «Джуманджи » (Jumanji). Ну и конечно же, фильмы «Малыш» (Babe) и «Фокус Покус» (Hocus Pocus) — в них проявилась высочай шая техника компании Rhythm and Hues, которая заставила реальных животных шевелить губами и разговари вать на экране. Последним шедевром анимационного кино стали сцены из фильма «Сердце дракона » (Dragonheart). Настоящим произведением искусства можно назвать трехмерную модель дракона, на создание которой у художников-анима торов компании ILM ушло больше года. На сегодняшний день это лучший трехмерный компьютерный персонаж. Наибольшие усилия художников-анима торов ушли на синхронизацию движений пасти дракона с голосом Шона Коннери (Sean Connery). Учитывая различия в конструкции и форме пасти дракона и рта человека, можно говорить о поистине эффектном достижении. Хотя упомянутые трехмерные диковин ки и не являются компьютерными моделями людей, они обладают ярко выраженными характерами. За многие годы у художников-мультипликаторов накопилось большое количество секретов, позволявших вдохнуть жизнь в своих героев. Поскольку трехмерное моделирование стало широкодоступно для неспециалистов, все большее число людей использует этот инструмент в разных областях, начиная с электрон ных игр и заканчивая оформлением рекламы на Web-серверах. Многие при этом являются скорее компьютерными энтузиастами, чем художниками-анима торами. По мере того как программы трехмерного моделирования становятся все более и более совершенными, создаваемые с их помощью модели также усложняются. К сожалению, в связи с тем что многие художники, занимаю щиеся трехмерным моделированием, не имеют классического художествен ного образования, большинство персонажей компьютерных анимаций выглядит слишком искусственно. В этой главе вы найдете описание основных частей человеческого тела, узнаете об их строении и взаимной связи. Разумеется, невозможно дать здесь исчерпывающую информацию о строении тела, однако, прочитав эту главу, вы получите общее представление о принципах взаимодействия различных его частей. Чтобы создать реалистичную модель человека, художник-аниматор должен соблюдать определенные соотношения, или пропорции, которые связывают основные размеры тела. Эти пропорции не являются догмой, но служат хорошей основой для творчества. По мере прочтения этой главы постарайтесь запомнить основные правила связи размеров различных частей тела. А теперь заглянем внутрь телесной оболочки. Скелет Согласованность действий отдельных частей и легкость, с которой они выпол няются, — это удивительные свойства скелета человека. Более 200 отдельных костей формируют остов для плоти и мускулов, а также обеспечивают защиту всех внутренних органов. При отсутствии скелета, представленного на рис. 1.1, наши тела напоминали бы тряпичную куклу. Хотя скелет на первый взгляд незаметен, он легко обнаруживается под поверхностью кожи. Выступающие ребра, бедра, лопатки, ключицы и коленные чашечки придают телу определенные очертания. Перемещение этих костей хорошо заметно при движении тела. Поскольку мускулы, жир и кожа образуют всего лишь оболочку скелета, любые деформации скелетной системы, такие, как сутулость или односторон нее укорочение костей ног, обязательно проявятся в окончательном варианте модели фигуры персонажа. Скрыть дефекты скелета при помощи плоти невозможно. Даже если в стационарном положении тело выглядит нормально, при движении скрытые дефекты станут явными. Очень важно рассмотреть функции некоторых ключевых костей и образуе мых ими структур тела, чтобы понять, Рис. 1.1 Скелет человека играет роль каркаса, который соединяет отдельные части тела и не дает ему превратиться в сгусток протоплазмы, напоминающий амебу Модели предоставлены компанией Viewpoint Datalabs International, Inc. Глава 1. Общая анатомия человека как следует создавать и модифицировать трехмерную модель. Череп Череп содержит в себе 22 косточки, 8 из которых похожи на пластинки, облегающие мозг и защищающие его. При взгляде сверху, как видно из рис. 1.2, череп имеет форму яйца, обращенного тупым концом к спине. На голове нормального человека имеется совсем немного плоти, поэтому череп в основном определяет форму головы и лица. На рис. 1.3 показана связь формы черепа с формой головы. Некоторое время назад я принимала участие в работе над одним художественным проектом, предназначавшимся для программы трехмерного моделирования Cyber Sculpt на компьютере Atari ST (эта программа написана Томом Хадсоном (Tom Hudson), одним из соавторов 3D Studio MAX). Я моделировала голову персонажа, как бы высекая ее из каменного блока, последова тельно добавляя по одной треугольной грани и ориентируясь в основном по виду сбоку. Вид сбоку, изображающий только половину головы, был выбран потому, что программа не могла в процессе конструирования работать с таким количеством граней, которое необходимо для изображения головы в целом. Я ужасно рада, что с той поры программы трехмерного моделирования стали гораздо совершеннее! (Этот пример является также уроком работы в условиях ограниченности доступных ресурсов.) На самом деле вам почти никогда не придется специально создавать модель Рис. 1.2 Человеческий череп не круглый и даже не эллиптический, его форма похожа на яйцо Модели предоставлены компанией Viewpoint Datalabs International, Inc. Рис. 1.3 Контур черепа определяет форму головы и основные черты лица, поскольку на голове относительно мало мягких тканей черепа с целью встраивания его внутрь модели трехмерной головы, за редким исключением видеоигр со сценами ужасов, когда используются специальные эффекты разрывания кожи. Если потребуется, используйте в качестве основы какую-нибудь подходящую готовую модель черепа, подобную той, которая предоставлена компанией Viewpoint Datalabs. При необходимости всегда можно дополнить или модифицировать эту готовую модель. Позвоночник Позвоночник состоит из двадцати четырех позвонков, разделенных на три группы: шейный отдел (cervical) с семью позвонками, включая атлант и осевой позвонок, грудной отдел (thoracic) с двенадцатью позвонками и поясничный отдел (lumbar) с пятью позвонка ми. Между любыми двумя позвонками находятся хрящевые диски, которые компенсируют взаимное давление позвонков и обеспечивают ослабление ударных нагрузок на позвоночник в целом. Позвоночник является основной опорной конструкцией всего тела. Остальные кости прямо или косвенно присоединяются к нему. Кроме того, позвоночник защищает спинной мозг — эту «сверхмощную информационную линию» нашей нервной системы. Спинной мозг пролегает в канале, который называется позвоночной аркой (vertebral arch) и расположен позади основания позвонков. Позвоночник соединяется с черепом первым и вторым позвонками. Как показано на рис. 1.4, первый позвонок носит название атлант (atlas), потому что он похож на мифическую фигуру, взвалившую себе на плечи земной шар. Этот позвонок поддерживает голову, а также обеспечивает возможность ее наклона из стороны в сторону и взад-вперед. Второй позвонок называется осевым (axis), он соединен с первым позвонком. Совместно атлант и осевой позвонок обеспечивают свободу движений головы. Художникам-аниматорам наиболее важно запомнить две вещи. Во-первых, позвоночник не является прямым. Как видно из рис. 1.5, он имеет четыре изгиба. Прогибы позвоночника назад образуют грудную клетку и тазобедрен ную полость, а прогибы вперед помогают сохранять равновесие. Во-вторых, позвоночник может изгибаться по всей своей длине. Одна из ключевых ошибок при анимации трехмерных персонажей — это отсутствие достаточной гибкости всех элементов позвоночника. Совет При конструировании трехмерной модели головы вы почувствуете, что правильную форму лица проще нарисовать на виде сбоку, чем на виде спереди. Дефекты структуры или расположения частей головы и лица лучше видны на фронтальной проекции. Однако, если вам необходимо создать точный портрет реального человека, старайтесь одновременно работать с максимально возможным числом проекций. (Еще лучше иметь в компьютере сканированные фотографии натуры в профиль и фас!) Глава 1. Общая анатомия человека Рис. 1.4 Соединение двух первых шейных позвонков, атланта и осевого, обеспечивает подвижность головы. Выступающая часть кости на задней стороне осевого позвонка входит во впадину атланта, что помогает фиксировать и удерживать голову A Атлант B Осевой позвонок Модели предоставлены компанией Viewpoint Datalabs International, Inc. Шейный отдел Шейные позвонки составляют наименьшую и наиболее гибкую часть позвоночника. Они могут двигаться вперед, назад и из стороны в сторону. Шейный отдел позвоночника начинается у основания черепа позвонками атлант и осевой и включает в себя все нижерасположенные позвонки вплоть до седьмого шейного выступа. (Это маленькая шишка на спине в том месте, где заканчивается шея и начинается верх спины.) Грудной отдел Грудной отдел позвоночника включает в себя 12 позвонков в верхней области спины. Грудные позвонки способны перемещаться в тех же направлениях, что и шейные, только на много меньший угол. К каждому грудному позвонку прикреплены ребра, которые существенно ограничивают свободу перемещения этих позвонков. Тем не менее позвонки грудного отдела способны перемещаться, и вы не должны забывать про это, если вам нужно воспроизвести реальные человеческие движения. Поясничный отдел Рис. 1.5 Спинной хребет состоит из шейного, грудного и поясничного отделов. Со своими четырьмя изгибами он весьма далек от прямой формы A Шейный отдел B Грудной отдел C Поясничный отдел D Крестец E Копчик Модели предоставлены компанией Viewpoint Datalabs International, Inc. Поясничный отдел включает в себя позвонки , расположенные в нижней части спины. Поскольку эти позвонки имеют максимальные размеры и несут наибольшую нагрузку со стороны верхней части тела, они чаще подвержены повреждениям. Болезни именно этих позвонков сопровождаются восклица ниями типа «о, моя больная спина!» Поясничные позвонки имеют наиболь шую для всего позвоночника свободу наклона вперед, однако они не способны на вращательные движения и имеют очень малую свободу перемещения в других направлениях. В основании поясничного отдела позвоночника лежат крестец и копчик. Они срослись и образуют заднюю часть области таза. Эти кости являются историческим следом когда-то имевшегося у человека хвоста и указывают на родственную связь человека с обезьяной. Кости таза Таз является относительно большой Рис. 1.6 Таз состоит из бедренных костей, крестца и копчика A Бедренная кость B Крестец C Копчик Модели предоставлены компанией Viewpoint Datalabs International, Inc. структурой, состоящей из сросшихся бедренных костей, крестца и копчика, как показано на рис. 1.6. Мужской и женский таз сильно отличаются. Мужской таз уже и мельче, в то время как женский — шире и глубже, с большим центральным проходом, обеспечивающим возможность родов. Боковые пластины таза защищают внутренние органы, а нижние структуры костей позволяют людям сидеть. Позвоночник передает вес всей верхней части тела костям таза, которые в свою очередь нагружают в зависимости от позы одно или оба бедра.Таз в целом больше остальных элементов скелета. Тем не менее, несмотря на свои размеры, таз виден на поверхности тела только в нескольких точках. Кости таза сильнее всего заметны в районе бедер, особенно у людей с тонкой фигурой. Если вы конструируете модель очень тучного человека, то кости таза будут довольно хорошо скрыты. Бедра Бедра (femur) — это самые большие кости нашего тела. Верхний конец бедра имеет два выступа, которые называются большим и малым вертелами (trochanters), а также сферическую головку и шейку, которая присоединена к Совет Чтобы определить положение верхней части таза, посмотрите на пупок. Даже у самых полных людей он фактически всегда находится на уровне верха таза. Рис. 1.7 Бедренная кость и таз соединяются шаровидным суставом в области бедра. Вертел представляет собой отросток бедренной кости Модели предоставлены компанией Viewpoint Datalabs International, Inc. основе кости под некоторым углом. Головка входит в чашевидную вертлужную впадину таза. Вместе они образуют шаровидный бедренный сустав (см. рис. 1.7). Больший из двух выступов, находящий ся у основания шейки бедренной кости, можно легко прощупать на поверхнос ти бедра. Для мужского тела расстояние между правым и левым большими вертелами является наиболее широкой частью бедер. У женщин оно меньше из-за наличия жировых отложений. Из-за того что шейка и головка бедра расположены под углом к основной кости, бедра по направлению к коленям наклонены внутрь, как показано на рис. 1.8. Распространенной ошибкой художников-аниматоров является размещение бедер строго вертикально вниз по направлению от таза. В результате модель становится похожей на робота. Ближе к коленному суставу бедренные кости расширяются и уплотняются, образуя четыре закругленных выпуклости, две из которых с гладкой суставной поверхностью называются мыщелками (condyles), а две другие, расположенные несколько выше и более шерохова тые, — надмыщелками (epicondyles). Этот конец бедренной кости намного шире конца, обращенного к тазу. Вместе с большой берцовой костью он образует самый крупный сустав человечес кого тела — колено, которое показано на рис. 1.9. Не забывайте, что через бедра на коленные суставы передается вес всего тела. Каждое колено для смягчения ударных нагрузок имеет небольшую наполненную жидкостью прокладку, называемую мениском. Такое строение позволяет суставу при увеличении нагрузки несколько смещаться, что необходимо учитывать при анимации трехмерных моделей. Кости ступни Следующая часть тела, на которую следует обратить особое внимание при трехмерном моделировании, — это ступня. Жесткая коробчатая конструк ция не годится даже для ступни робота! Этот элемент ноги является достаточно гибкой и сложной частью тела человека. Если он сконструирован неправильно или движется неестественно, это сразу бросается в глаза. Ступня и лодыжка имеют меньшую свободу движений, чем кисть руки и запястье, однако в остальном их конструкции достаточно похожи. Как видно из рис. 1.10, ногу образуют три группы костей: предплюсневые кости (tarsal), плюсна (metatarsal) и фаланги Рис. 1.8 Бедренные кости сходятся под некоторым углом друг к другу по направлению от таза к коленям Модели предоставлены компанией Viewpoint Datalabs International, Inc. Рис. 1.9Бедренная и большая берцовая кости образуют коленный сустав — самый крупный сустав человеческого тела Модели предоставлены компанией Viewpoint Datalabs International, Inc. Рис. 1.10 Ступня состоит из плюсны, предплюсневых костей и фаланг A Предплюсневые кости B Плюсна C Фаланги Предплюсневые кости Предплюсневые кости — это семь костей неправильной формы, находящих ся в лодыжке. Они взаимосвязаны и служат для обеспечения как двигатель ных, так и опорных функций ноги. Наиболее очевидные из возможных движений лодыжки включают наклоны вперед и назад, а также подъем и опускание пальцев. Кроме того, лодыжка может изгибаться на небольшой угол внутрь и наружу и разворачивать ступню с пальцами во внутреннюю и внешнюю стороны. При создании точной трехмерной модели ноги необходимо обеспечить возможность всех этих перемещений. Плюсна В каждой ноге имеется пять костей плюсны. Они расположены почти параллельно друг другу и немного сходятся по направлению к пятке. Все эти кости, кроме плюсны большого пальца, имеют примерно одинаковый размер. Плюсна большого пальца существенно короче. Плюсневые кости своими задними концами соединяются с лодыжкой, а передними — с пальцами ноги, как показано на рис. 1.11. Пятая плюсна, расположенная на внешней стороне ступни, параллельна плоскости земли. Остальные плюсневые кости, с четвертой по первую, располагаются в ступне все выше и выше, образуя тем самым свод ступни так, что первая плюсна находится выше всех. Головки плюсневых костей формируют окружность ступни. Фаланги Всего в ступне четырнадцать фаланг , по три на каждый палец, кроме большого, в котором их только две. Конечно, пальцы ног менее подвижны, чем пальцы рук, но если кто-нибудь встанет на цыпочки, пальцы его ног растопырятся по полу. Снимите туфли и носки и посмотрите на свои ноги. Вы заметите, что пальцы намного короче остальной части ступни. (Для сравнения: пальцы рук в процентном отношении составляют намного большую часть кисти.) Ноги несут большой вес, и поэтому для лучшего смягчения ударных нагрузок им необходимы длинные плюсневые кости. Хотя пальцы ног и имеют некоторую Рис. 1.11 Плюсневые кости своими задними концами соединены с лодыжкой, а передними — с пальцами ноги. На этом рисунке нога показана сбоку гибкость, она несравнима с эластич ностью пальцев рук. (В противном случае мы могли бы карабкаться вверх даже по виноградной лозе или печатать ногами на клавиатуре компьютера.) При взгляде сверху пальцы ног располагаются на полу по дуге, при этом конец пятого, самого маленького пальца сдвинут назад примерно на одну четверть длины всей ступни. У некоторых людей этот сдвиг может достигать одной трети ступни, в то время как у других — быть несколько меньше. Теперь посмотрите на свои ноги в зеркало. Обратите внимание, что ступни не располагаются строго параллельно, они несколько развернуты наружу. Пошагай те немножко. Ваши ступни остаются слегка развернутыми и при ходьбе. Кроме того, появляется незначительный изгиб наружу в лодыжке для компенса ции угла, образованного небольшим схождением бедер от таза к коленям. Такая конструкция позволяет подошве ступни становиться на пол всей своей плоскостью, как показано на рис. 1.12. Плечо Те, кто недостаточно знаком с анатомией, обычно считают, что плечо является частью торса. На самом деле плечо — это ключевой элемент тела, существующий отдельно от торса. Плечо состо- Совет Будьте внимательны при моделировании плоти и кожного покрова ступни. Когда вы сгибаете пальцы, тканевая подложка и кожа свода ступни морщатся, однако кожа пятки всегда остается гладкой. Рис. 1.12 Вопреки распространенному мнению ноги не прямые. Бедренные кости сходятся от таза к коленям под углом, который должен быть скомпенсирован в лодыжке, чтобы подошва ступни была параллельна полу ит из лопатки (scapula) и ключицы (clavicle), как показано на рис. 1.13. Единственная неподвижная часть плеча — это один из концов ключицы, который посредством связок присоединен к грудине (sternum). Остальные элементы плеча весьма подвижны. Ключица Ключицы проходят спереди поперек торса от верха грудины к верхним точкам плеч. Обычно ключицы немного наклонены книзу по направлению к грудине, как показано на рис. 1.14. Однако Рис. 1.13 Плечо состоит из ключицы и лопатки A Ключица B Лопатка бывают и исключения. Концы ключиц в районе грудины отстоят друг от друга примерно на два-три сантиметра. Они образуют шейную «ямку». Ключицы соединяются с грудиной связками, ограничивающими их подвижность. Другими концами ключицы присоединены к акромальному отростку лопатки. Это позволяет рукам двигаться вбок. Шаровой сустав, образованный лопаткой и плечевой костью, обеспечивает движения руки в широком диапазоне направлений. Лопатка Лопатки расположены на спине с обеих сторон от позвоночника, как правило, между вторым и шестым или седьмым ребрами. Они отклонены от вертикали на тот же угол, на который грудина наклонена вперед. В каждой лопатке имеется впадина для головки плечевой кости (humerus). Если руки прижаты к бокам стоящего тела, лопатки своей плоскостью лежат на спине. Когда руки вытянуты вперед или плечи развернуты вперед (как для рентгеноскопии грудной клетки), лопатки отводятся в стороны вдоль ребер спины к бокам торса. (Теперь вы понимаете, что вас просят встать в указанную позу при рентгеноскопии грудной клетки для того, чтобы убрать ваши лопатки с пути рентгеновских лучей.) Когда рука делает взмах в сторону, лопатка также перемещается в наружную позицию, скользя и поворачиваясь вдоль ребер, как показано на рис. 1.15. Поэтому, когда торс человека энергично движется, как, например, в одном из неистовых танцев 60-х или 70-х годов, лопатки перемещаются так же энергично. Рис. 1.14 Ключицы обычно немного наклонены вниз по направлению к грудине Рис. 1.15 При движении руки лопатка поворачивается и скользит вдоль ребер Несмотря на то что лопатка движется вместе с рукой, это не значит, что они движутся одновременно и с одинаковой скоростью. Когда рука поднимается выше горизонтальной плоскости, ее перемещение замедляется, и вращение лопатки начинает помогать руке совершать восходящее движение. Рис. 1.16 Кисть руки состоит из запястья, пясти и фаланг A Фаланги B Пясть C Запястье Кости руки Кисть руки содержит двадцать семь костей, показанных на рис. 1.16. Восемь костей неправильной формы в основании кисти руки называются запястьем (carpal). Они аналогичны предплюс невым костям ступни. Ладонь руки состоит из пяти длинных тонких костей с закругленными концами, которые называются пястью (metacarpal) и аналогичны плюсне ступни. Наконец, пальцы, включая большой, образованы четырнад цатью короткими костями с прямоугольными концами, это — фаланги, они аналогичны фалангам ступни. Кости запястья Кости запястья собраны в кисть и соединены друг с другом на манер деталей китайской головоломки. Своими нижними концами они соединяются с пястью, а верхними концами с лучевой (radius) и локтевой (ulna) костями руки. Сустав, расположенный в основании большого пальца, имеет максимальную подвижность. Он включает в себя первую кость пясти и ладьевидную (navikular) кость кисти руки. Примерно такая же подвижность наблюдается в суставе, образованном основанием пятой кости пясти (относящейся к мизинцу) и головчатой (humate) костью кисти руки. Остальные кости пясти в местах соединения с костями запястья имеют малую подвижность или почти полностью неподвижны. Кости пясти Кости пясти образуют ладонь руки. Четыре из них, находящиеся непосредственно ниже четырех пальцев, не могут двигаться независимо друг от друга. Только первая кость пясти, относящаяся к большому пальцу, может перемещаться сама по себе. Совет Всегда помните, что на теле человека нет прямых линий. Любая часть тела немного изогнута, обладает определенной кривизной. Например, огибающие суставов согнутых в кулак пальцев представляют собой две дуги. Фаланги Фаланги образуют пальцы руки. Каждый палец содержит по три кости фаланг, а большой палец — только две. Заметьте, что кости пальцев убывают в размерах и несколько заостряются в направлении от оснований к кончикам. Форма этих костей определяет форму пальцев. Фаланги не могут двигаться из стороны в сторону (во всяком случае самостоятельно). Однако суставы между пястью и первыми фалангами пальцев таковы, что первые фаланги способны отклоняться из стороны в сторону, вращаясь вокруг закругленных концов костей пясти. Прямоугольные концы фаланг выступают в суставах с тыльной стороны согнутых в кулак пальцев. Концы костей пясти также видны с тыльной стороны ладони, когда рука согнута в кулак, но они имеют более закругленную поверхность, чем суставы пальцев. Внимательно изучите свою согнутую в кулак руку. Суставы пясти находятся не на одной линии, а образуют арку, идущую поперек тыльной стороны руки, как показано на рис. 1.17. Надо также Рис. 1.17 Когда рука согнута в кулак, видно, насколько по-разному выглядят суставы пясти и фаланг Модели предоставлены компанией Viewpoint Datalabs International, Inc. заметить, что сильнее всего выделяются первые два сустава на втором и третьем пальцах, а суставы четвертого и пятого пальцев выглядят более плоскими. (На полных руках они могут быть либо вообще незаметны, либо на их месте могут даже образовываться ямочки.) В зависимости от индивидуального строения либо первый, либо второй сустав выступает дальше другого. Надо также заметить, что если кулак сильно сжат, кожа на тыльной стороне руки разглажена, а вены и сухожилия сдавлены. Два любых соседних пальца связаны между собой небольшой перепонкой. Перепонка между большим и указатель ным пальцами более заметна, она предоставляет большому пальцу достаточную свободу. Посмотрите на форму своей руки и обратите внимание, что, как и во всем теле, в ней нет прямых линий. При взгляде сбоку сечение руки напоминает сужающуюся вытянутую трапецию. Наружный край ладони тоньше того края, где расположен большой палец. Если положить руку на плоскость и приподнять большой палец вверх, можно заметить, что он начинается почти у основания ладони. Положите большой палец рядом с другими пальцами и отметьте, что его ноготь находится в иной плоскости, чем ногти остальных пальцев. Это происходит потому, что первая кость пясти присоединяется к кисти почти Рис. 1.18 В данном положении руки хорошо видно, что большой и указательный пальцы находятся в одной плоскости перпендикулярно остальным костям пясти. Посмотрите на вашу руку сбоку, со стороны большого пальца, отведя его в сторону и образовав фигуру, похожую на латинскую букву L. Обратите внимание, что в этом положении большой и указательный пальцы находятся в одной плоскости, как показано на рис. 1.18. На руке только указатель ный палец может лежать в одной плоскости с большим. Распрямите пальцы руки и приглядитесь к ним. Средний палец обычно длиннее остальных. Он не только имеет несколько более длинные фаланги, но и присоединен к ладони выше других пальцев. Таким образом, линия на ладони, проходящая через основания пальцев, представляет собой дугу, подобно многим другим линиям тела. Указательный и безымянный пальцы почти одинаковы по длине, они короче среднего примерно на половину фаланги. Самый маленький палец — мизинец — короче безымянно го на целую фалангу. Еще раз вытяните руку и прижмите пальцы друг к другу. Заметьте, что пальцы лежат достаточно плотно, потому что их суставы расположены на разных уровнях и не мешают друг другу. (Какая великолепная природная конструкция!) Такое расположение суставов обеспечивается изогнутостью линии кромки ладони, а также различной длиной фаланг пальцев. Смотри рис. 1.19. Средний палец не только самый длинный, но еще и самый большой и прямой из Рис. 1.19 Обратите внимание на взаимосвязь длины пальцев с кривизной кромки ладони руки всех. Остальные пальцы сужаются к концу, придавая руке овальную, а не прямоугольную, как у робота, форму. Помимо прочего, пальцы обычно слегка изогнуты по направлению к ладони. Попробуйте сделать пальцы совершенно прямыми, и вы почувствуете, как неудобно долго держать их в таком положении. Плоть ладони делится на четыре основные части, сравниваемые с подушками за их мягкость и выпуклость. Во-первых, это основание большого пальца. Округлая и упругая как мяч подушка является наиболее мощной частью этого пальца. Следующая часть ладони — это ряд маленьких подушечек, расположен ных в основаниях остальных четырех пальцев. Две последние — внутренняя сторона ладони и ее пятка, находящаяся рядом с кистью под четвертым и пятым пальцами. Эти две части ладони самые ровные, и, когда большой палец прижимается к остальным пальцам руки, эти подушки практически полностью заслоняются двумя другими. Линии ладони созданы природой не только для того, чтобы предоставить нам возможность развлекаться хироманти Рис. 1.20 Линии ладони обеспечивают гибкость руки Совет Доступный диапазон перемещений частей тела в суставах во многом зависит от предполагаемого возраста, пола, здоровья и других характе ристик персонажа. Поэтому, прежде чем устанавливать границы движений частей тела персонажа, четко определите, кого вы хотите смоделировать. ей. Они позволяют руке сгибаться более естественно, как показано на рис. 1.20. Взгляните на свою руку, согните и разогните пальцы. Жировые подушки сжимаются, сходятся вместе и накладываются друг на друга. Обратите внимание на линии кисти руки в основании ладони. Кожа здесь образует складки, чтобы обеспечить свободу движений. Соединения костей тела В местах соединения костей находятся суставы, это позволяет телу быть гибким и подвижным. Одной из наиболее распространенных ошибок художников -аниматоров является недостаточная гибкость тела создаваемых ими трехмерных моделей, которая не позволяет реализовать естественные движения. Если спина зафиксирована в прямом положении или согнута только в области диафрагмы, как бы вы ни старались, невозможно получить плавные и гибкие движения. Однако, если вы сделаете суставы слишком гибкими, движения тоже получатся ненатуральными — например, колени будут сгибаться в другую сторону. Существуют две основные категории соединений костей: непрерывные и прерывные, или суставы. В свою очередь суставы делятся на малоподвижные и свободнодвижущиеся. Непрерывные соединения Непрерывные соединения, например между костями черепа или груди, защищают жизненно важные органы, такие, как мозг и сердце. Малоподвижные суставы Малоподвижные суставы , образуемые, Рис. 1.21 Суставы лодыжки являются примером скользящих суставов например, дисками хрящей, расположенны ми между позвонками, позволяют изгибать спину и придают ей арочную форму. Реализация указанной гибкости в трехмерной модели необходима для получения естественной плавности движений. Свободнодвижущиеся суставы Свободнодвижущиеся суставы подразделяются на несколько типов и обеспечивают подвижность тела. Вы должны отличать разные типы суставов, однако важнее всего знать, где применяется тот или иной тип суставов и каковы пределы его подвижности. · Скользящие суставы , такие, как суставы кисти и лодыжки, закрепляют ся при помощи окружающих их связок, как показано на рис. 1.21. · Цилиндрические суставы располага ются в локтях и коленях и работают подобно дверным петлям, как показа Рис. 1.22 Коленный сустав является примером цилиндрического сустава Рис. 1.23 Большой палец соединяется с кистью посредством седловидного сустава Рис. 1.24 На этой иллюстрации показан вращающийся сустав локтя но на рис. 1.22. Они обеспечивают вращение сочленения костей только вокруг одной оси. Коленная чашечка (patella) сама по себе является плавающей костью. При сгибании колена она скользит вверх и сохраняет плоской поверхность сустава. ·Седловидные суставы находятся в местах присоединения больших пальцев к кисти и обеспечивают свободу перемещения костей по двум осям Рис. 1.25 Здесь представлен шаровидный сустав бедра. Сустав такого же типа находит ся в плече Рис. 1.26 На этом рисунке показаны пястно-фаланговые суставы пальцев, расположенные в местах присоединения пальцевтак, что мы можем захватить и держать что-либо в руке. Смотри рис. 1.23. · Блоковидный сустав является разновидностью цилиндрического и представляет собой сочленение двух костей, обеспечивающее их движение по окружности в одной плоскости. Примером такого соединения является сустав между плечевой и локтевой костями (см. рис. 1.24). · Шаровидные суставы находятся в бедрах и в плечах. Они имеют максимальную свободу движения, как показано на рис. 1.25. Сферическая головка одной кости крепится и вращается в чашевидном гнезде другой. · Пястно-фаланговые суставы очень похожи на шаровидные суставы, но отличаются отсутствием возможности вращения вокруг продольной оси костей, как показано на рис. 1.26. Они составляют первый ряд суставов пальцев руки (то есть соединяют пясть и фаланги). · Эллипсоидные суставы — это модификация шаровидных суставов, в которой соединяемые поверхности имеют не сферическую, а эллипсоид ную форму, как в суставах запястья. Они не обеспечивают столь широкого диапазона вращения, как шаровидные суставы. Каждый сустав имеет определенные границы подвижности. Чтобы ваша трехмерная модель могла двигаться естественно, необходимо указать положение осей, вокруг которых возможно вращение костей в суставах, и установить пределы перемещения этих костей. Каждый сустав должен быть настроен подходящим образом в соответствии с полом и физическим состоянием персонажа. Форма тела Первым шагом на пути моделирования персонажей с естественными для человека очертаниями и движениями должно стать изучение соотношений форм и размеров различных частей тела. Любой Рис. 1.27 На этой диаграмме показаны пропорции тел людей разного возраста, от ребенка до взрослого художник, начиная рисовать или лепить фигуру человека, должен ясно представлять себе ее основные пропорции. Соблюдение верных соотношений поможет вам избежать ошибок, придающих трехмерной модели неестественный вид, например, в результате наличия слишком длинных рук, делающих фигуру похожей на обезьяну. Ведь моделирование уродцев не является нашей целью, если, конечно, этого не требует ваш шеф или заказчик. Давайте разберемся, соотношения между какими размерами тела являются критическими. Как правило, размеры частей тела человека выражаются в единицах высоты головы (HL — head-length). Рост нормального взрослого человека лежит в диапазоне от 7,5 до 8 HL. Таким образом, размер головы модели всегда должен определять высоту тела. Однако величина указанного соотношения может изменяться в зависимости от расы, возраста или наличия физических отклонений. Изменение пропорций тела в зависимости от возраста показано на рис. 1.27. Основные пропорции человеческой фигуры При создании трехмерной модели должны учитываться различия между полами. Кроме наиболее очевидных отличий, связанных с полом, мужчины обычно выше, их плечи шире, бедра уже, и они, как правило, имеют на теле больше мускулов и меньше жира. Женщины в основном ниже мужчин, шире в бедрах и уже в плечах. Формы их тела обычно более сглаженные и округлые, чем у мужчин. Конечно, из любых правил имеются исключения. Вглядитесь в рис. 1.28 и поищите более тонкие различия в дополнение к перечислен ным. Ниже приведены некоторые простые соотношения, которые следует запомнить: · Плечи мужчин обычно шире. Ширина плеч составляет две высоты головы для мужчин и две ширины головы для женщин. · Мужчины имеют более узкие бедра, в две ширины головы, а женщины — в две с половиной ширины головы. · Если вы хотите сделать женскую фигуру ниже, обычно следует Рис. 1.28 Мужская и женская фигуры имеют разные пропорции. Это необходимо учитывать при конструировании трехмерных моделей тел уменьшать высоту бедер (на величину до половины высоты головы) и верхнюю часть рук (до одной трети высоты головы). · Локоть обычно располагается как раз над талией. (Вспомните, как выглядит обезьяна с ее достающими до пола руками!) · Кисти рук расположены на уровне промежности. · Голова и торс вместе составляют обычно половину длины тела. · Длина кисти руки от основания ладони до конца среднего пальца равна расстоянию от подбородка до середины лба. · Предплечье от внутренней стороны локтя до запястья имеет ту же длину, что и ступня. · Ширина головы обычно равна пятикратной ширине глаза. Мышцы тела Сплетения мышц расположены по всему телу, они плотно окружают скелет и образуют мускулатуру. Мышцы производят усилия, приводящие в движение части тела. Каждая мышца подобна эластичному жгуту, который сокращается и расслабляется в ответ на приходящие нервные импульсы. Концы мышц соединены с костями при помощи плотных связок — сухожилий. Разные мышцы предназначаются для различных целей. Главные двигатель ные мышцы выполняют роль привода основных движений. Фиксирующие мышцы стабилизируют перемещения частей тела в ходе этих движений, а мышцы-синергисты поддерживают равновесие суставов, когда другие мышцы находятся в расслабленном состоянии. Совместная согласованная работа всех этих мышц называется тонусом тела. При сокращении мышцы рельефно выступают на поверхности тела. Например, когда бицепс тянет нижнюю часть руки вверх, сгибая локоть, он сокраща ется и бугрится под кожей. Если рука выпрямляется, бицепс снова становит ся плоским и малозаметным. (Если вы хотите увидеть максимально выступа ющие мускулы, посмотрите соревнова ния по бодибилдингу.) Типы телосложения Мускулатура в зависимости от ее объема может определять форму тела. Если бы каждый выглядел как Мистер или Мисс Америка, нам не приходилось бы задумываться о количестве мускулов и жира в его трехмерной модели — все они были бы одинаковы и похожи. Поскольку, однако, тела большинства людей далеки от совершенства (прекрасно, если вы — исключение!), необходимо запомнить четыре основных типа телосложения. Нормальное телосложение Этот тип телосложения характеризу ется достаточно равномерным распределением подкожного жирового слоя, придающего телу гладкость и упругость. Мышцы имеют правильные пропорции, однако они не выступают и выражены не столь сильно, как в телах мускульного типа (см. рис. 1.29). Мускульный тип телосложения Тела этого типа подобны телу Арнольда Шварценеггера, их мускулатура развита сильнее нормы. Отличительные черты этого типа — увеличенная верхняя часть тела, большие бедра, толстая шея и чрезмерно выступаю щие мышцы спины. Обычно люди с телом такого типа не могут даже плотно прижать руки к бокам, этому мешают бугры мышц. Запомните, что люди с телами мускульного типа не могут стоять или двигаться подобно людям нормального телосложения. Им приходится при движении как-то компенсировать наличие выступающих мускулов. Полное телосложение Если мускульный тип телосложения отличается от нормального повышенным объемом мускулатуры, то полный тип имеет отклонение в количестве подкожного жира. Для полных тел характер на округлая, объемистая форма. Вес Рис. 1.29 Основу формы тела составляет внешняя поверхность мускульной системы. Обратите внимание на то, что скелет не виден тела сконцентрирован в брюшной полости, а мягкие ткани покачиваются при движении. Жир окружает шею и ноги, препятствуя сближению бедер. Жир в грудной клетке, в области торса и рук не дает последним вытягиваться вниз по бокам тела. Запястья и кисти рук обычно имеют размеры, близкие к нормальным. Однако они также могут быть достаточно толстыми по причине болезни или обезвоживания. Слишком худое телосложение Такое тело было у Твигги (Twiggy), помните ее? Люди худого телосложения отличаются хрупкой наружнос тью. Тела этого типа имеют большой недостаток жира и мускулов, от которых остается только тонкий слой, покрывающий скелет. Бедра в телах такого типа не сходятся вместе, оставляя просвет. Суставы конечностей, так же как и таз, выглядят слишком большими. У людей с подобным типом телосложения бросаются в глаза выступающие ребра и грудина. Мышцы лица Рис. 1.30 Наиболее важные мышцы лица, формирующие его эмоциональное выражение A Лобная мышца B Сморщивающая мышца C Мышца, поднимающая веко D Круговая мышца глаза E Мышца, поднимающая верхнюю губу F Скуловая мышца G Круговая мышца рта H Мышца смеха I Мышца, опускающая нижнюю губу J Мышца, опускающая угол рта K Подбородочная мышца Большинство мышц тела протянуты от одной кости к другой, обычно над суставами. При сокращении мышцы тянут эти кости друг к другу. Только мышцы лица не подчиняются этому правилу. Они имеют один закрепленный конец, присоединенный к кости черепа. Другой конец соединяется с кожей или другой мышцей, которая в свою очередь связана с кожей. При сокращении мышцы лица тянут кожу, а не кости. Во всех случаях происходит перемещение закрепленного на коже конца мышцы к другому ее концу, прикрепленному к кости. Часто при подтягивании кожи мышцами на ней появляются ямки и морщины. Все лицевые мышцы работают совместно друг с другом, формируя мимику лица, как показано на рис. 1.30. Попробуйте, например, улыбнуться наиболее привлекательным образом, не поднимая щек и не щуря глаз. Это невозможно! Когда вы улыбаетесь, в этом участвуют не только губы, одновременно ваши щеки подтягиваются вверх, глаза прищуриваются за счет сближения век, а брови приподнимаются. При сильном смехе брови, напротив, опускаются, а глаза почти совсем закрываются. Когда улыбается упитанный или тучный человек, то благодаря большому количеству жира на лице он приобретает очень забавный вид из-за своих округлых щек и глаз, превращающихся в узкие щелочки. Полные люди обычно имеют гладкое, лишенное морщин лицо с ямочками на щеках. С другой стороны, на лице очень худых людей во время улыбки появляется множество морщин. Если на щеках человека присутствуют ямочки, во время улыбки они становятся более рельефными. Морщины, ямочки и выпуклости, сопровождающие то или иное выражение лица, являются очень характерными проявлениями лицевой мимики. И хотя у разных людей они несколько различаются, их присутствие делает выражение лица менее искусственным и натянутым. Голова и лицо Именно лица делают людей непохожими друг на друга. Лицо — это наш основной инструмент общения, а также то, что выделяет конкретного человека среди миллионов других людей планеты. Два человека никогда не обладают совершенно одинаковой внешностью, даже двойняшки обычно имеют малозаметные отличия. Причиной этого феномена является бесконечно большое количество комбинаций характерных черт лица, даже несмотря на то, что каждый имеет в общем случае по два глаза, нос и рот и весь этот набор размещается на очень маленькой площади в сравнении с общей площадью поверхности тела. При всех индивидуальных отличиях конкретных лиц сходных элементов в Рис. 1.31 Типичное лицо можно разделить на части так, как показано на рисунке. Горизонтальная средняя линия расположена на уровне глаз лицах все же больше, чем различных. Это позволяет говорить о стандартных пропорциях черт лица. Первое, что следует сделать для упрощения задачи размещения элементов лица, — это провести вертикальную линию через середину головы. Такая линия носит название средней линии. После этого нарисуйте горизонтальную линию поперек средней линии головы посередине между ее верхним и нижним концами. Это будет линия расположения центров глаз. Затем разделите промежуток между верхом лба (то есть местом, где начинают расти волосы, а не макушкой черепа) и нижней точкой подбородка на три равные части. Пространство верхней трети лица занимает лоб. На уровне нижней границы верхней трети лица находятся брови. Среднюю треть лица представляет область от уровня бровей до основания носа. Наконец, нижняя треть лица — это пространство от основания носа до подбородка (см. рис. 1.31). Голова, как правило, оказывается наиболее трудной для воспроизведения в трехмерной модели частью человечес кого тела. Мы с самого момента рож дения настолько привыкаем к виду головы и лица, что можем различить любые неточности в модели головы, даже не понимая, что именно сделано неверно. Ниже приведены некоторые наиболее распространенные ошибки, допускаемые при создании скульптуры или трехмерной компьютерной модели головы. · Недостаточно высокий лоб. Запомните, что в вертикальном направле нии линия глаз делит лицо пополам. · Уши расположены либо слишком высоко, либо слишком низко. Уши должны занимать пространство от верха глаз до нижней кромки носа, а на виде сбоку — находиться посередине между передним краем лица и задней стороной головы. · Глаза находятся на прямой линии. Помните, что все линии тела имеют кривизну, нет ни совершенно прямых линий, ни ровных плоскостей. Так и внешние уголки глаз должны быть слегка выше внутренних. · Различные черты лица характерны Рис. 1.32 Вид головы в профиль и анфас иллюстрирует взаимное расположение различных элементов лица для людей разного возраста. Все элементы должны передавать один и тот же возраст и пол. Взрослая женщина с носом двухлетнего ребенка и глазами восьмилетней девочки будет выглядеть достаточно странно. То же самое относится и к компьютерной модели! · Нос либо слишком длинный, либо слишком короткий. На деле расстояние между внутренним уголком глаза и верхним краем ноздри должно равняться всего лишь ширине глаза. · Глазное яблоко слишком сильно выступает наружу. Глазное яблоко является самой глубокой точкой поверхности лица. Все остальные части лица находятся впереди глаз. Всмотритесь в рис. 1.32 и изучите, как расположены различные детали лица. Глаза и брови Выражением лица управляют двадцать шесть разных мышц (некоторые источники информации указывают несколько большее или меньшее число). Большинство мышц соединено с глазами, бровями или ртом. Очевидно, что поскольку вокруг указанных мест сосредоточена основная доля лицевой мускулатуры, эти области являются и самыми выразитель ными частями лица. Глаза — наиболее интересная часть лица. Вы можете сказать, о чем человек думает или что он чувствует, исходя из множества выразительных движений глаз. Тысячу слов может заменить один красноречивый взгляд, подобный получаемому от матери в ответ на сообщение о том, что вы утопили ключи от автомобиля в туалете. (Я и сейчас все еще получаю подобные взгляды!) Даже если бы мы могли видеть только глаза персонажа, по ним легко было бы различить чувства радости, страха, печали или гнева. Глаза расположены на лице не строго вдоль одной линии. Их внутренние уголки находятся на горизонтальной прямой, разделяющей расстояние от макушки до подбородка пополам, а внешние уголки глаз лежат несколько выше этой линии. Кроме того, так как на лице нет совершенно плоских поверхностей, то и глаза не просто плоско прилеплены на поверхности лица. Скорее наоборот, ткани лица окружают глаза, передавая их выпуклую форму. Глаза разнесены на расстояние, равное горизонтальному размеру (ширине) глаза, а вертикальный размер нормально открытого глаза обычно равен половине его ширины. Диаметр радужной оболочки составляет примерно одну треть ширины глаза. Вдобавок глаза асимметричны: верхнее и нижнее веко имеют свою определенную форму. Кроме того, наивысшая точка верхнего века находится не на одной вертикали с самой низкой точкой нижнего века. В результате открытый глаз не похож на овал. Верхнее веко более выгнуто и, закрываясь, перекрывает нижнее веко в районе внешнего уголка глаза. Наконец, форма обоих век определяется лежащим под ними глазным яблоком. Изучите рис. 1.33 и обратите внимание на эти детали. Когда человек закрывает глаз, то кажется, что всю работу при этом производит верхнее веко. Оно опускается на глаз и ложится на линию ресниц нижнего века. Однако верхнее веко не способно двигаться без ответного движения нижнего века, хотя бы даже совсем незначительного. Нижнее веко на самом деле имеет намного меньший диапазон движения, чем верхнее. Находясь в состоянии покоя в своем естественном положении, нижнее веко обычно касается нижнего края радужной оболочки глаза. Если человек кричит или улыбается, его глаза прищуриваются, а нижнее веко поднимается вверх и закрывает нижнюю часть зрачка. Нижнее веко почти никогда не опускается ниже своего нормального положения. Рис. 1.33Глаз и веки имеют довольно сложную форму. Они асимметричны, а их моделирование является непростой задачей Рис. 1.34Положение век для трех различных типов глаз а б в Чтобы представить пределы движения верхнего века, необходимо знать его положение относительно радужной оболочки. В обычном положении верхнее веко находится почти над самым зрачком. Если верхнее веко слегка прикрывает край зрачка, выражение глаза изменяется с живого на безразличное. Вообще говоря, нормальным Рис. 1.35Варианты фокусировки глаз на близкое расстояние и далеко вперед, а также пустой, расфокусированный взгляд положением верхнего века может являться любая позиция между верхним краем радужной оболочки и верхом зрачка. Однако у каждого конкретно го глаза нормальным оказывается свое собственное расположение век, как показано на рис. 1.34, и они всегда возвращаются в это положение. Когда глаза неподвижны или неверно сфокусированы, это сразу заметно. Если кто-то смотрит прямо на вас, а затем, пусть даже очень медленно, отводит глаза в сторону, вы тут же обнаруживаете, что его взгляд уже не зафиксирован на вашем лице. Когда взгляд направляется на какой-либо предмет, оба глаза разворачиваются к оси взгляда таким образом, чтобы оказаться направленными на этот предмет. Внешне это проявляется в перемещении радужных оболочек внутрь, к носу, причем зрачок всегда остается в центре радужной оболочки. Чем дальше от глаз находится объект, тем на меньший угол должны разворачиваться радужные оболочки для обеспечения фокусировки. Расфокусированный, остекленевший взгляд возникает, когда радужные оболочки обоих глаз направлены прямо вперед. На рис. 1.35 приведены примеры различной фокусировки глаз. Рис. 1.36Между женскими (слева) и мужскими (справа) бровями существует ряд различий Наиболее подвижной частью брови является ее доля, располагающаяся вблизи переносицы и составляющая приблизи тельно одну треть общей длины брови. На этом участке расположена большая часть мышц, управляющих бровями. Нейтральное положение этой части брови обычно находится вровень или несколько ниже остальных частей. (Я не имею в виду тех женщин, которые рисуют форму бровей на собственный вкус.) Ближняя к переносице часть брови в спокойном состоянии никогда не бывает приподнята, поэтому даже небольшое движение этого участка брови вверх сразу воспринимается как выражение удивления или огорчения. Основная часть брови всегда располагается где-то над кожной складкой, нависающей над верхним веком. Если мышцы тянут ближний к переносице край брови вниз, лицо нахмуривается, а взгляд становится сердитым или беспокойным, как показано на рис. 1.37. Изгиб брови книзу обычно начинается на расстоянии примерно двух третей ее длины от переносицы. Именно в этом месте лицо начинает постепенно переходить в боковую часть головы. Форма бровей зависит от пола и возраста. Мужские брови обычно бывают более густыми и нависают над глазами, а у женщин брови сравнительно тоньше и располагаются они выше, чем у мужчин. И у мужчин, и у женщин брови растут вдоль гребня глазной впадины черепа, только мужские брови, как правило, спускаются на ниж ний склон гребня, а женские — проходят по его верхнему краю. Мужские брови обычно сильнее женских выступают над поверхностью лица и выглядят более кустистыми. Наконец, брови изменяются с возрастом, они редеют и постепенно перестают играть роль важной детали лица. Рот Рот окружен двенадцатью мышцами, однако только семь из них участвуют в формировании выражений лица. Эти мышцы позволяют нам самыми разными способами шевелить губами рта. Найдите несколько свободных минут, встаньте перед зеркалом и подвигайте ртом, при этом внимательно смотря на него. Забавные гримасы, не правда ли? Ткани губ не соединены непосредствен но с черепом, поэтому рот имеет достаточно большую свободу движений. На рис. 1.38 представлены мускулы рта. Расстояние от основания носа до нижнего края нижней губы равняется ширине глаза. Когда рот расслаблен или улыбается, это расстояние сохраняется, поскольку во время даже самой широ кой улыбки уменьшается только расстояние между верхней губой и основани ем носа. Это правило не выполняется в том случае, если человек громко смеется или пронзительно кричит, сильно раскрывая рот. Образующие рот губы у разных людей могут иметь различную форму, придающую индивидуальность лицу конкретно го человека. Уголки рта интересны тем, что вблизи них перекрещивается много лицевых мышц, образуя небольшие желваки, а иногда даже приводя к некоторому опусканию углов рта. Шея Шея — это часть тела, при моделирова нии которой нередко допускаются ошибки. Наиболее часто трехмерный образ шеи уподобляют торчащему над плечами отростку в виде стебля, которому отводится роль всего лишь поддержки головы над грудной клеткой. Посмотрите, однако, на шею сбоку, и вы заметите, что она наклонена вперед, являясь как бы продолжением плеч, как показано на рис. 1.39. У женщин этот наклон обычно проявляется сильнее, чем у мужчин, так как мускулы женской шеи развиты слабее. Наклон шеи особенно заметен у штангистов-тяжеловесов, мощных игроков в американский футбол и просто у людей с мускулистым телом. Поскольку шея наклонена вперед, ее передняя Рис. 1.37Сравнительная иллюстрация нормальных и нахмуренных бровей Брови — это полоски коротких волос, которые растут над глазами вдоль дуг, проходящих по краям глазных впадин черепа. Как и глаза, брови также являются очень выразительными элемента ми лица. На рис. 1.36 показано, где и как располагаются типичные брови. Однако изменчивость типа, размера и формы дуги порождает бесконечное множество вариантов бровей. а б Рис. 1.38Из двенадцати мышц рта только семь изменяют выражение лица A Мышцы, поднимающие верхнюю губу B Мышца смеха C Круговая мышца рта D Мышца, опускающая угол рта E Подбородочные мышцы F Мышцы, опускающие нижнюю губу Рис. 1.39Наклоненная вперед шея как бы является продолжением плеч Рис. 1.40Спереди видно, что шея не похожа на цилиндр Рис. 1.41Вид на шею сзади. Хорошо просматривается идущее вниз углубление посередине шеи в том месте, где сходятся две трапециевидные мышцы Модели предоставлены компанией Viewpoint Datalabs International, Inc. часть короче задней. При взгляде спереди видно, что шея не похожа на цилиндр, а ее боковые поверхности сходятся по направлению к голове, как показано на рис. 1.40. Эта конусность шеи может меняться в соответствии с типом телосложения и полом персонажа. Женская шея обычно более стройная и изящная, чем мужская, а мужчины чаще имеют выступающее адамово яблоко. Мышцы задней стороны шеи соедине ны с черепом в трех местах: в основании черепа и в точках сосцевидных (mastoid) отростков, расположенных позади ушей, как показано на рис. 1.41. В задней части шеи, где две трапециевидные мышцы спины присоединяются к основанию черепа, между ними от места прикрепления шеи к голове до выступа седьмого шейного позвонка образуется ложбинка. Две группы мышц, которые и формируют в основном внешний вид шеи, — это пара грудинно-ключично-сосковых (sternomastoid) мышц, поднимающихся от грудины до точки, расположенной чуть ниже и позади уха, а также пара трапециевидных мышц спины, уже упоминавшихся при описании вида на шею сзади. Вес тела и внешние нагрузки Тело человека постоянно стремится к сохранению равновесия , что позволяет ему стоять или двигаться без падений. Для сохранения баланса любого объекта вертикальная проекция его центра тяжести должна постоянно находиться в пределах площади опоры. По этой причине у стоящего в полный рост человека (или у любого другого существа, передвигающегося на двух ногах) центр тяжести должен располагаться между ступнями. Нужно заметить, что у женщин центр тяжести обычно расположен несколько ниже, чем у мужчин, поскольку женский торс в районе бедер тяжелее мужского. Мужчины имеют больший вес торса в районе грудной клетки. Конечно, бывают и исключения, но не будем вдаваться во все частные случаи... Прямая вертикальная линия, проведен ная от ямки между ключицами вниз до опорной поверхности (линия проекции центра тяжести), показывает, где должны находиться ступни для того, чтобы держать тело стоящим в вертикальном положении, как показано на рис. 1.42. Однако если тело изогнуто в талии вбок, то для сохранения равновесия ноги должны переместиться в сторону наклона, а голова и плечи — сдвинуть ся в противоположную сторону. В таком положении центр тяжести сместит ся, чтобы скомпенсировать смещение веса тела. Результирующая линия проекции центра тяжести будет начинаться где-то между плечами и бедрами и идти прямо вниз до ступней ног. Если линия тяжести выйдет за пределы площади опоры, человек упадет. Запомните: чем меньше площадь опоры, тем точнее должна быть сбаланси рована модель. Площадь опоры — это участок поверхности, на которой стоит объект, ограниченный точками опоры этого объекта. Балерина, поддержива ющая равновесие на носочке ноги, имеет чрезвычайно маленькую площадь опоры, и, соответственно, ей намного сложнее добиться равновесия, чем клоуну, опирающемуся на пол ступнями двух огромных башмаков. Рис. 1.42На показанном здесь вертикально стоящем теле обозначена линия проекции центра тяжести, проведенная от межключичной ямки шеи до ступней Сложности балансировки трехмерной модели связаны также с ее размерами. Выполнять анимацию моделей персонажей крупного телосложения и добиваться сохранения ими равновесия намного сложнее, чем в случае анимации модели нормального телосложения, поскольку чем крупнее персонаж, тем медленнее и неповоротливее он должен перемещаться. Ведь и в жизни тучные люди также тратят больше усилий на управление своим тяжелым телом. Живое человеческое тело в обычных условиях непрерывно реагирует на из менение положения центра тяжести таким образом, чтобы поддерживать состояние равновесия. Если частично перенести вес тела на одну ногу, торс инстинктивно сместится, поднимая бедро с нагруженной стороны тела и опуская плечо с противоположной стороны. Величина смещения торса зависит от того, в какой мере вес тела перенесен на нагруженную ногу: чем больше этот вес, тем сильнее должен быть компенсиру ющий наклон тела. Хотя довольно часто кажется, что человек равномерно опирается на обе ноги, на самом деле подобная ситуация возникает достаточ- а Рис. 1.43Положение линии проекции центра тяжести тела в различных позах персонажа б Рис. 1.44Иллюстрация смещения линии проекции центра тяжести при поднятии тяжелых предметов а б в г но редко. Как правило, одна нога всегда нагружена сильнее другой. Изучите распределение веса в различных позах, всмотревшись в рис. 1.43-а и 1.43-б. При моделировании движений тела и изменений положения центра тяжести персонажей нужно принимать во внимание внешние нагрузки. Человек, который держит тяжелый предмет, вынужден учитывать добавление его веса к весу собственного тела и смещать свой центр тяжести соответствующим образом. Если человек держит груз спереди, перед грудью, то для компенсации его веса человеку нужно изогнуться назад в талии. В результате такого отклонения линия проекция центра тяжести будет начинаться между человеком и предметом и идти от этой точки книзу, не выходя за пределы площади опоры. Если человек держит предмет у бедра, то для компенсации дополнительной боковой нагрузки тело должно отклониться в противоположную сторону. Различные варианты компенсации нагрузок приведены на рис. 1.44. Очевидно, что следует учитывать еще множество вопросов, связанных с моделированием персонажей, несущих различные тяжести. Например, велик ли по размеру переносимый предмет, или он маленький, тяжел он или легок, удобно ли его держать, или нет. Все эти нюансы также влияют на способ моделирования персонажа, держащего предмет. Содержание следующей главы... В этой главе мы коснулись основ анатомии человека в применении к трехмерному моделированию и анимации персонажей. Невероятно сложно конструировать близкую к реальной жизни компьютерную модель живого существа, однако если вы будете сознавать, что именно во внешности персонажа делает ее более реалистичной, вам будет легче обнаруживать собственные ошибки и вы сможете исправить их. В следующей главе мы рассмотрим особенности строения человеческого тела в зависимости от возраста, пола и расы. Будет рассказано, как следует учитывать эти особенности при моделирова нии тел персонажей. А теперь давайте сделаем этот очередной шаг... Рекомендуем также книги: Эффективная работа с 3D Studio MAX 3 Энциклопедия 3D Studio MAX 3 Издательство | Магазин | Журналы | Отдел сбыта | Обратная связь | Корзина | Почта | Домой Webmaster © 1997-2000 Издательский Дом "Питер" u="u142.87.spylog.com";d=document;nv=navigator;na=nv.appName;t="";p=1; sz=" width=88 height=31 "; hl=history.length;d.cookie="b=b";c=0; bv=Math.round(parseFloat(nv.appVersion)*100); if (d.cookie) c=1;n=(na.substring(0,2)=="Mi")?0:1; if((n==0)||(bv >= 300)){rn=Math.random();t=(new Date()).getTimezoneOffset();} else {rn=0;} z="p="+p+"&rn="+rn+"&t="+t+"&c="+c+"&hl="+hl; if (self != top) { fr=1;} else { fr=0;} r=escape(d.referrer);r1=""; sl="1.0";h=0; pl="";sl="1.1"; if((n==1) && (bv >= 300)) { for(var i = 0; i < nv.plugins.length; i++) pl += nv.plugins[i].name+":"; } j = (navigator.javaEnabled() ? "Y" : "N"); sl="1.2";s=screen;wh=s.width+'x'+s.height; px=(n==0)?screen.colorDepth:screen.pixelDepth;z+="&wh="+wh+"&px="+px; sl="1.3" y=""; y+=""; y+=""; y+=""; d.write(y); |
| содержание | Денежные системы |