Человек, как и подавляющее большинство млекопитающих, имеет волосяной покров, но это не единственное чем его наградила природа.
Пропустим этапы становления человека разумного за которые он изрядно полысел и поговорим о методах визуализации волосяных покровов в реалиях 3D графики.
Как и любой её аспект, волосы прошли долгий путь - от самого примитивного метода реализации до почти реального, однако и самые простые варианты используются по сей день.
В этой статье я опишу самые используемые методы создания волос в хронологическом порядке их появления.
Геометрия и объем
Так как изначально трехмерные игры и не пытались покорить фотореализм, допускалась стилизация, в рамках которой по сей день применяется этот метод.
Заключается он в том что волосы, как и остальное тело, моделируются объемными и технически от тела они отличаются только цветом.
Тем не менее, так можно создать вполне реалистичного человечка :
Прекрасно видно, что формы прически могут быть сложны как визуально, так и геометрически, сделать их можно при помощи скульптинга :
Из минусов - отсутствие нормальной симуляции. Для объемных геометрий придется прикручивать либо пару костей с анимацией, либо физику мягких тел, оба варианта достаточно нудны, а последний и вовсе затратен.
Полигоны и текстуры
Вспомнили волосы Геральта?
Визуально видно что они не являются единым целым, а разделены на пряди, к тому же абсолютно плоские.
Для создания такой прически на стадии моделирования на голову навешиваются множество полигональных ленточек с несколькими ребрами для гибкости :
После этого на них накладывается текстура с цветом, возможно блеском и альфа-каналом который даст прозрачность полигону там, где волос на текстуре нет.
Внутри 3D пакета, будь то Blender, 3D Max или Maya, можно прикрутить физику тканей на волосы, дабы они улеглись на голову и плечи как надо, в движке как правило физика тканей с волосами работает не хорошо и съедает кучу производительности, ибо обрабатывает много столкновений, однако технология Hairworks от NVIDIA немножко разбавила эту беду :
Такими же методами кстати, обычно делается трава.
Волосок в системе частиц
Последний метод самый реалистичный и красивый, однако в играх свое место он не нашел по сей день. Вот как выглядит внутренняя кухня :
Для каждого "волоска" может просчитываться физика, столкновения и отражения, поэтому рендер простой картинки занимает очень много времени.
Прекрасной демонстрацией такого подхода является Корпорация Монстров и один из главных героев - Салли.
Пушистый монстр таскал на себе 5.4 миллиона волосков, четко реагирующих на каждое его движение.
По словам технического директора Pixar, две тысячи шестнадцатиядерных процессоров 29 часов обрабатывали каждый кадр мультфильма после чего все они соединялись вместе с частотой 24 кадра в секунду.
Современная игровая печка проседает от повисших десяти тысяч волосков, так что пока использование системы частиц в играх нецелесообразно и технически невозможно.
Соседние статьи с канала :
Как создают лицевую анимацию
Как сломали S.T.A.L.K.E.R
Как дропается дроп
