Персонажи в компьютерной графике

Пожалуй, самым интересным и увлекательным видом работы с трехмерной графикой является моделирование и анимация персонажей, будь то реалистичная модель человека, животного, мультяшного героя или невиданного инопланетного существа.

Не только в компьютерных играх, но и в кинематографе все чаще на главные роли выдвигают виртуальных героев, даже компьютерные модели животных, как, например, в известных фильмах про динозавров и драконов. Живые актеры вытесняются из кадра трехмерными персонажами, обладающими неограниченными возможностями и выглядящими порой не менее реалистично.

Персонажи могут и не являться компьютерными моделями людей, но все же обладать определенными реалистичными или же гиперболизированными чертами характера и поведения человека. Это достигается секретными приемами, накопленными художниками-мультипликаторами за многие годы. Благодаря им персонажи выглядят живыми.

Сегодня трехмерное моделирование становится широкодоступным и для неспециалистов. Трехмерные модели применяют во многих областях, начиная с компьютерных игр и заканчивая оформлением Internet-страниц. Многие создатели являются скорее компьютерными специалистами, чем художниками-аниматорами. В ходе усовершенствования систем трехмерного моделирования, получаемые с их помощью модели, также усложняются. Поскольку не все художники имеют классического художественного образования, многие модели выглядят слишком искусственно.

Моделирование и анимация персонажа включает в себя несколько этапов: проектирование оболочки модели, создание скелета, настройка весов в иерархии скелета и непосредственно анимация.

Для создания самого персонажа вы можете использовать уже описанные инструменты NURBS и HyperNURBS, которые позволят создать оболочку персонажа по имеющимся эскизам или "на глаз". Оболочка так и останется статичной оболочкой, которую нельзя реалистично анимировать. Однако достаточно легко можно заставить персонаж выглядеть естественно с помощью инструмента Bone (Кость), позволяющего создать кости, соединяющие различные части тела и образующие скелет.

Для того чтобы задать взаимосвязи между различными костями, необходимо настроить иерархию элементов скелета.

Чтобы определить степень влияния каждой кости на вершины сетки, необходимо настроить вес костей.

Настройка анимации во многом зависит от выбранного метода анимации: Forward Kinematics (Прямая кинематика), при которой рисуются последовательно кадр за кадром анимации, или Inverse Kinematics (Обратная кинематика), при которой создаются ключевые кадры, а потом дорисовываются промежуточные. Этот метод мультипликации не следует путать с инверсной кинематикой, применяемой при создании анимируемых моделей в пакетах трехмерной графики. Инверсная кинематика позволяет управлять цепочкой связанных объектов, перемещая только один из объектов-потомков.

Все эти этапы будут подробно рассмотрены на примере создания модели водителя ниже в этой главе, но вначале расскажем об основных принципах моделирования персонажа.