Как и обещал, создаю тему со своими моделями.
Данный проект является попыткой создать пару как можно более универсальных моделей человека, которые были бы пригодны для использования в максимальном количестве случаев и удовлетворяли бы следующим критериям:
1. Чистая геометрия.
Геометрия модели должна состоять только из четырехугольных полигонов, не допускается построение спиральных петель из полигонов ("Spiral Loops"), плотность сетки должна быть как можно более равномерной.
2. Достаточность геометрии.
Модель не должна содержать большого количества излишней геометрии, которая не определяет какие-либо детали либо не является переходом между функциональными зонами. Малые детали, такие как небольшие складки или морщины, которые могут быть воссозданы посредством карт нормалей либо карт смещения, не моделируются, но заготовки под них продумываются и оставляются на случай необходимости.
3. Целостность.
Модель должна иметь как можно более "чистые" функциональные зоны, должна четко подразделяться на рабочие области (без ущерба для самой модели), должна иметь как можно более "чистые" элементы геометрии, следующие по направлению основных групп мышц. При этом геометрия должна иметь возможность "заглаживаться", чтобы скрыть не требуемый в конкретный момент рельеф.
4. Достаточность деталей.
Геометрия модели должна содержать все основные группы мышц, которые могут определять рельеф и при этом не могут быть созданы методом смещения (Displacement) без дополнительного подразделения геометрии.
5. Динамическая функциональность.
Модель должна иметь возможность принимать сложные позы без применения дополнительных модификаций ("чистый" Skin без дополнительных мышц и корректирующих морфов), при этом искажения узлов не должны выходить за пределы разумных (перекручивания, чрезмерные заломы, видимые артефакты).
6. Гибкость.
Топология сетки должна поддерживать широкий спектр модификаций: морфинг, взаимодействие с дополнительными системами мышц либо корректирующих модификаторов, если таковые будут доступны в конкретном программном пакете.
7. Расширяемость.
Топология сетки должна предоставлять возможности изменения, замены либо удаления отдельных элементов без существенного влияния на модель в целом. Данная особенность реализуется посредством изоляции функциональных зон при условии, что изоляция зон не повредит модели.
В данный момент мною созданы две модели - мужская и женская, обе модели имеют одну и ту же основную структуру за исключением гениталий и молочных желез у женской модели. Текущее поколение моделей является пятым поколением схожих по структуре сеток, предыдущие варианты имели похожую структуру за исключением некоторых элементов, таких как сочленения частей тела, лицевая маска и некоторых других. По результатам тестирования предыдущих поколений сеток были выявлены определенные преимущества и недостатки каждой из них, самые продуктивные элементы нашли свое отражение в текущем поколении моделей. В настоящий момент мною были протестированы:
1. Все основные типы топологий головы и лицевой маски: "прямая" топология (X-Topology), "круговая" топология (C-Topology), два вида гибридной топологии (Hybrid Topology). По результатам тестирования мною была выбрана "круговая" топология построения головы и лицевой маски, после чего данный тип топологии был подвергнут дополнительным тестам на лучшее положение контрольного пула (Control Pole). По результатам тестирования контрольный пул был перемещен на область под глазом, что обусловлено наибольшей стабильностью данного узла в наибольшем количестве случаев.
2. Три стандартных типа сочленения ноги с туловищем: "прямое" (Direct approach), "наклонное" (Sloped approach), "гибридное" (Hybrid approach). При создании и тестировании данных сочленений наибольшее внимание было уделено функциональности, при которой нога должна иметь возможность сгибаться и/или скручиваться до экстремальных положений без серьезного влияния на торс и паховую область модели, что в большой степени определяется как положением контрольного пула, так и чистотой сегментации перехода из ноги в торс.
По результатам тестирования мною были выявлены следующие особенности:
- "Прямой" тип сочленения не подходит для серьезной анимации по причине низко, а главное жестко расположенного контрольного пула, который имеет тенденцию "заворачиваться" в модель даже при относительно слабых деформациях. Данный тип подходит для высокополигональной лепки (HD Sculpting), поскольку в большинстве случаев предоставляет самую однородную структуру сетки. Данный тип прост в работе и в определенных случаях может быть предпочтителен, например, для стилизованных персонажей.
- "Наклонный" тип сочленения показал самые лучшие результаты при сгибаниях и скручиваниях, что, прежде всего, обусловлено контрольным пулом, расположенным в районе гребня подвздошной кости, вследствие чего нога может сгибаться и/или скручиваться до экстремальных положений без критических "заломов" сетки. Помимо функциональности, данный тип сочленения в большинстве случаев дает более правдоподобную форму большой ягодичной мышцы, поскольку больше, нежели остальные типы, соответствует направлению реальных мышц человека. К недостаткам "наклонного" типа следует отнести тенденцию создавать некоторое количество излишней геометрии, которая понижает стабильность модели и создает ненужную плотность, кроме того, управляемость сетки значительно понижается.
- "Гибридный" тип сочленения сочетает в себе как преимущества, так и недостатки двух вышеописанных типов. Данный тип позволяет создавать однородную сетку, которая легко подвергается управлению и модификациям, позволяет создать чистую сегментацию ноги и торса, на выходе дает равномерную и функциональную геометрию. Низкое расположение контрольного пула в данном случае компенсируется изоляцией функциональных зон, при которой нога получает отдельный "плавающий" контрольный пул, который не зависит от торса и может деформироваться до экстремальных положений без критических "заломов" сетки. К недостаткам данного типа можно отнести некоторые специфические виды деформации, при которой один из контрольных пулов начинает "заворачиваться" в модель.
3. Два основных типа сочленения руки с туловищем: "прямое" (Direct approach), "наклонное" (Sloped approach).
По результатам тестирования было установлено, что "наклонный" тип сочленения лучше следует по направлению мышц и предоставляет гибкую и функциональную геометрию. "Прямой" тип гораздо хуже следует по направлению мышц, но предоставляет более однородную сетку и пригоден для создания одежды и стилизованных персонажей.
При моделировании функциональных зон некоторые элементы, не влияющие на абрис и функциональность модели, были оставлены с целью сегментации модели в целом, по результатам тестов было выяснено, что данные переходные зоны не влияют на функциональность модели, но предоставляют большую гибкость и расширяемость, нежели "жесткий" переход из одной зоны в другую. Кроме того, переходные зоны зачастую помогают избавляться от нежелательных "звездочек" с шестью и более лучами, что повышает стабильность сетки.
В настоящий момент основные зоны модели изолированы и закольцованы, функциональность элементов и зон тестируется посредством модификатора Skin, никаких дополнительных деформаторов или модификаций не применяется, поскольку текущая задача - извлечение максимальной функциональности из текущей сетки, выявление и исправление ее недостатков.
Параллельно с тестированием поведения модели при скелетной анимации проводится создание и тестирование морфов, основной целью является тестирование гибкости модели, выявление зон и элементов, которые "сопротивляются" деформациям и последующее исправление этих элементов.
______________________________________
При создании данной пары сеток ни один из элементов не был "взят с потолка", ни одна деталь не была выбрана "просто так", каждая деталь текущей сетки прежде, чем быть утвержденной, была протестирована в нескольких вариантах, в результате чего были выбраны самые функциональные элементы. Сразу же хочу обратить внимание на то, что данные элементы не являются универсальными и лучшими во всем.
Самым сложным выбором было утверждение переходного узла от ноги к торсу, поскольку два варианта функционировали со схожей производительностью, "гибридный" тип показал себя, как более простой в обращении и более стабильный, но в результате мною все же был выбран "наклонный" тип. В данном случае я решил, что при выборе между расширяемостью и функциональностью следует остановиться на функциональности, поскольку данное поколение моделей предполагалось именно для создания людей и персонажей, максимально приближенных к антропоморфным. "Гибридный" тип был оставлен в запасе на случай, если от модели потребуется большая стабильность и меньшее количество излишней геометрии.
Тестирование лицевых масок и топологии головы также выявило несколько вариантов, каждый из которых превосходил остальные по нескольким параметрам. "Круговая" топология, вошедшая в состав текущего поколения моделей, показала наилучшую функциональность, но расширяемость такой сетки оказалась одной из самых худших, поскольку все последовательности ребер, идущие от уха и челюсти, в конечном итоге сходятся в угол глаза, что может создать излишнее смещение плотности сетки (Density bias). Альтернативная "круговая" топология, при которой петли из полигонов (Loops) проходят через лобную часть и замыкаются на области под носом (в противовес полной "круговой" топологии, при которой петли проходят через лоб и заканчиваются на области губ) показала схожие по производительности результаты, но наличие дополнительных пулов в углу губ определило выбор в пользу "классики".
Полностью прямая топология лица была сразу забракована из-за высокой сопротивляемости морфингу: во многих случаях сетка попросту "отказалась" выдавать требуемые деформации без искажений, кроме того, прямая структура не соответствует направлению лицевых мышц, как следствие, скелетные и иные деформации давали на выходе неправильные складки.
Несколько гибридных типов сетки, при которой в различных сочетаниях комбинировались зоны и подходы, показали очень разнородные результаты.
- Стандартный гибридный тип (изолированная зона губ и соответствующих им складок с контрольным пулом под скулой, прямые переходы от губ к уху, прямая разводка черепной области, дополнительные пулы за внешними углами глаз).
Данный тип прост в обращении и легко расширяется, но тестирование показало, что расположение контрольного пула под скулой при некоторых типах деформации приводит к появлению "заломов", которые не убираются даже после сглаживания модели. Кроме того, данный тип сетки имеет большое количество "звездочек" с пятью лучами, а при неправильном зонировании модели имеет тенденцию создавать излишнее смещение плотности на подбородке и передней области шеи.
- Дополнительный гибридный тип (изолированная зона губ и соответствующих им складок с контрольным пулом под скулой, круговые переходы от губ на лобную часть, круговая топология черепной области).
По сути, данный тип представляет собой более "круговой" вариант сетки с меньшим количеством пулов, но, как следствие, меньшей расширяемостью, основным отличием данного типа от полностью "кругового" является расположение контрольного пула, который в данном случае находится под скулой и соответственно приводит к неправильным деформациям в некоторых специфических случаях.
Иные варианты сеток головы и лицевой маски были выборочно протестированы, но в большинстве из них были найдены те или иные изъяны (неправильные деформации, "заломы", смещения плотности и так далее). Из разрозненного множества сеток, по тем или иным причинам не прошедших отбор, были вычленены наиболее удачные элементы, которые затем были использованы при создании вышеуказанных типов.
_________________________________________________
В заключении хочу сказать, что текущее поколение моделей не претендует на абсолютную универсальность, поскольку при создании сетки основной упор делался именно на динамическую функциональность, при этом некоторые элементы были сознательно созданы по неоптимальной схеме: смещения плотности, меньшая стабильность по сравнению с аналогами и так далее, но по результатам тестов производительности заведомо неоптимальные элементы были признаны годными, а компромиссы - оправданными. В частности, из-за специфических смещений плотности модель плохо подходит для высокополигональной лепки, некоторые элементы имеют ограниченную расширяемость, равномерность геометрии на некоторых областях также нельзя назвать наилучшей. Но все вышесказанное не означает, что элементы непригодны для использования - при необходимости модель может быть выполнена по другой технологии с учетом других требований, но данная конфигурация показала себя как наиболее функциональная и, по моему мнению, полностью подходит для создания разнообразных моделей человека и антропоморфных персонажей.
_________________________________________________
Постскриптум специально для участников забега с Рендер.ру:
А вот теперь посмотрим, сколько ушатов помоев вы выльете на мой труд, и насколько объективными будут эти помои. Нет, объем-то я себе представляю, меня больше интересует уровень адекватности ваших оценок и уровень непредвзятости по отношению к работе как таковой. Я готов принимать поток рациональной и аргументированной критики, фартук, тачка и лопата уже ждут своего часа!
В ЭТОМ АРХИВЕ ВСЕ ОСНОВНЫЕ ВЫКЛАДКИ ПЛЮС НЕСКОЛЬКО ПРОСТЕНЬКИХ ТЕСТОВ.
Данный проект является попыткой создать пару как можно более универсальных моделей человека, которые были бы пригодны для использования в максимальном количестве случаев и удовлетворяли бы следующим критериям:
1. Чистая геометрия.
Геометрия модели должна состоять только из четырехугольных полигонов, не допускается построение спиральных петель из полигонов ("Spiral Loops"), плотность сетки должна быть как можно более равномерной.
2. Достаточность геометрии.
Модель не должна содержать большого количества излишней геометрии, которая не определяет какие-либо детали либо не является переходом между функциональными зонами. Малые детали, такие как небольшие складки или морщины, которые могут быть воссозданы посредством карт нормалей либо карт смещения, не моделируются, но заготовки под них продумываются и оставляются на случай необходимости.
3. Целостность.
Модель должна иметь как можно более "чистые" функциональные зоны, должна четко подразделяться на рабочие области (без ущерба для самой модели), должна иметь как можно более "чистые" элементы геометрии, следующие по направлению основных групп мышц. При этом геометрия должна иметь возможность "заглаживаться", чтобы скрыть не требуемый в конкретный момент рельеф.
4. Достаточность деталей.
Геометрия модели должна содержать все основные группы мышц, которые могут определять рельеф и при этом не могут быть созданы методом смещения (Displacement) без дополнительного подразделения геометрии.
5. Динамическая функциональность.
Модель должна иметь возможность принимать сложные позы без применения дополнительных модификаций ("чистый" Skin без дополнительных мышц и корректирующих морфов), при этом искажения узлов не должны выходить за пределы разумных (перекручивания, чрезмерные заломы, видимые артефакты).
6. Гибкость.
Топология сетки должна поддерживать широкий спектр модификаций: морфинг, взаимодействие с дополнительными системами мышц либо корректирующих модификаторов, если таковые будут доступны в конкретном программном пакете.
7. Расширяемость.
Топология сетки должна предоставлять возможности изменения, замены либо удаления отдельных элементов без существенного влияния на модель в целом. Данная особенность реализуется посредством изоляции функциональных зон при условии, что изоляция зон не повредит модели.
В данный момент мною созданы две модели - мужская и женская, обе модели имеют одну и ту же основную структуру за исключением гениталий и молочных желез у женской модели. Текущее поколение моделей является пятым поколением схожих по структуре сеток, предыдущие варианты имели похожую структуру за исключением некоторых элементов, таких как сочленения частей тела, лицевая маска и некоторых других. По результатам тестирования предыдущих поколений сеток были выявлены определенные преимущества и недостатки каждой из них, самые продуктивные элементы нашли свое отражение в текущем поколении моделей. В настоящий момент мною были протестированы:
1. Все основные типы топологий головы и лицевой маски: "прямая" топология (X-Topology), "круговая" топология (C-Topology), два вида гибридной топологии (Hybrid Topology). По результатам тестирования мною была выбрана "круговая" топология построения головы и лицевой маски, после чего данный тип топологии был подвергнут дополнительным тестам на лучшее положение контрольного пула (Control Pole). По результатам тестирования контрольный пул был перемещен на область под глазом, что обусловлено наибольшей стабильностью данного узла в наибольшем количестве случаев.
2. Три стандартных типа сочленения ноги с туловищем: "прямое" (Direct approach), "наклонное" (Sloped approach), "гибридное" (Hybrid approach). При создании и тестировании данных сочленений наибольшее внимание было уделено функциональности, при которой нога должна иметь возможность сгибаться и/или скручиваться до экстремальных положений без серьезного влияния на торс и паховую область модели, что в большой степени определяется как положением контрольного пула, так и чистотой сегментации перехода из ноги в торс.
По результатам тестирования мною были выявлены следующие особенности:
- "Прямой" тип сочленения не подходит для серьезной анимации по причине низко, а главное жестко расположенного контрольного пула, который имеет тенденцию "заворачиваться" в модель даже при относительно слабых деформациях. Данный тип подходит для высокополигональной лепки (HD Sculpting), поскольку в большинстве случаев предоставляет самую однородную структуру сетки. Данный тип прост в работе и в определенных случаях может быть предпочтителен, например, для стилизованных персонажей.
- "Наклонный" тип сочленения показал самые лучшие результаты при сгибаниях и скручиваниях, что, прежде всего, обусловлено контрольным пулом, расположенным в районе гребня подвздошной кости, вследствие чего нога может сгибаться и/или скручиваться до экстремальных положений без критических "заломов" сетки. Помимо функциональности, данный тип сочленения в большинстве случаев дает более правдоподобную форму большой ягодичной мышцы, поскольку больше, нежели остальные типы, соответствует направлению реальных мышц человека. К недостаткам "наклонного" типа следует отнести тенденцию создавать некоторое количество излишней геометрии, которая понижает стабильность модели и создает ненужную плотность, кроме того, управляемость сетки значительно понижается.
- "Гибридный" тип сочленения сочетает в себе как преимущества, так и недостатки двух вышеописанных типов. Данный тип позволяет создавать однородную сетку, которая легко подвергается управлению и модификациям, позволяет создать чистую сегментацию ноги и торса, на выходе дает равномерную и функциональную геометрию. Низкое расположение контрольного пула в данном случае компенсируется изоляцией функциональных зон, при которой нога получает отдельный "плавающий" контрольный пул, который не зависит от торса и может деформироваться до экстремальных положений без критических "заломов" сетки. К недостаткам данного типа можно отнести некоторые специфические виды деформации, при которой один из контрольных пулов начинает "заворачиваться" в модель.
3. Два основных типа сочленения руки с туловищем: "прямое" (Direct approach), "наклонное" (Sloped approach).
По результатам тестирования было установлено, что "наклонный" тип сочленения лучше следует по направлению мышц и предоставляет гибкую и функциональную геометрию. "Прямой" тип гораздо хуже следует по направлению мышц, но предоставляет более однородную сетку и пригоден для создания одежды и стилизованных персонажей.
При моделировании функциональных зон некоторые элементы, не влияющие на абрис и функциональность модели, были оставлены с целью сегментации модели в целом, по результатам тестов было выяснено, что данные переходные зоны не влияют на функциональность модели, но предоставляют большую гибкость и расширяемость, нежели "жесткий" переход из одной зоны в другую. Кроме того, переходные зоны зачастую помогают избавляться от нежелательных "звездочек" с шестью и более лучами, что повышает стабильность сетки.
В настоящий момент основные зоны модели изолированы и закольцованы, функциональность элементов и зон тестируется посредством модификатора Skin, никаких дополнительных деформаторов или модификаций не применяется, поскольку текущая задача - извлечение максимальной функциональности из текущей сетки, выявление и исправление ее недостатков.
Параллельно с тестированием поведения модели при скелетной анимации проводится создание и тестирование морфов, основной целью является тестирование гибкости модели, выявление зон и элементов, которые "сопротивляются" деформациям и последующее исправление этих элементов.
______________________________________
При создании данной пары сеток ни один из элементов не был "взят с потолка", ни одна деталь не была выбрана "просто так", каждая деталь текущей сетки прежде, чем быть утвержденной, была протестирована в нескольких вариантах, в результате чего были выбраны самые функциональные элементы. Сразу же хочу обратить внимание на то, что данные элементы не являются универсальными и лучшими во всем.
Самым сложным выбором было утверждение переходного узла от ноги к торсу, поскольку два варианта функционировали со схожей производительностью, "гибридный" тип показал себя, как более простой в обращении и более стабильный, но в результате мною все же был выбран "наклонный" тип. В данном случае я решил, что при выборе между расширяемостью и функциональностью следует остановиться на функциональности, поскольку данное поколение моделей предполагалось именно для создания людей и персонажей, максимально приближенных к антропоморфным. "Гибридный" тип был оставлен в запасе на случай, если от модели потребуется большая стабильность и меньшее количество излишней геометрии.
Тестирование лицевых масок и топологии головы также выявило несколько вариантов, каждый из которых превосходил остальные по нескольким параметрам. "Круговая" топология, вошедшая в состав текущего поколения моделей, показала наилучшую функциональность, но расширяемость такой сетки оказалась одной из самых худших, поскольку все последовательности ребер, идущие от уха и челюсти, в конечном итоге сходятся в угол глаза, что может создать излишнее смещение плотности сетки (Density bias). Альтернативная "круговая" топология, при которой петли из полигонов (Loops) проходят через лобную часть и замыкаются на области под носом (в противовес полной "круговой" топологии, при которой петли проходят через лоб и заканчиваются на области губ) показала схожие по производительности результаты, но наличие дополнительных пулов в углу губ определило выбор в пользу "классики".
Полностью прямая топология лица была сразу забракована из-за высокой сопротивляемости морфингу: во многих случаях сетка попросту "отказалась" выдавать требуемые деформации без искажений, кроме того, прямая структура не соответствует направлению лицевых мышц, как следствие, скелетные и иные деформации давали на выходе неправильные складки.
Несколько гибридных типов сетки, при которой в различных сочетаниях комбинировались зоны и подходы, показали очень разнородные результаты.
- Стандартный гибридный тип (изолированная зона губ и соответствующих им складок с контрольным пулом под скулой, прямые переходы от губ к уху, прямая разводка черепной области, дополнительные пулы за внешними углами глаз).
Данный тип прост в обращении и легко расширяется, но тестирование показало, что расположение контрольного пула под скулой при некоторых типах деформации приводит к появлению "заломов", которые не убираются даже после сглаживания модели. Кроме того, данный тип сетки имеет большое количество "звездочек" с пятью лучами, а при неправильном зонировании модели имеет тенденцию создавать излишнее смещение плотности на подбородке и передней области шеи.
- Дополнительный гибридный тип (изолированная зона губ и соответствующих им складок с контрольным пулом под скулой, круговые переходы от губ на лобную часть, круговая топология черепной области).
По сути, данный тип представляет собой более "круговой" вариант сетки с меньшим количеством пулов, но, как следствие, меньшей расширяемостью, основным отличием данного типа от полностью "кругового" является расположение контрольного пула, который в данном случае находится под скулой и соответственно приводит к неправильным деформациям в некоторых специфических случаях.
Иные варианты сеток головы и лицевой маски были выборочно протестированы, но в большинстве из них были найдены те или иные изъяны (неправильные деформации, "заломы", смещения плотности и так далее). Из разрозненного множества сеток, по тем или иным причинам не прошедших отбор, были вычленены наиболее удачные элементы, которые затем были использованы при создании вышеуказанных типов.
_________________________________________________
В заключении хочу сказать, что текущее поколение моделей не претендует на абсолютную универсальность, поскольку при создании сетки основной упор делался именно на динамическую функциональность, при этом некоторые элементы были сознательно созданы по неоптимальной схеме: смещения плотности, меньшая стабильность по сравнению с аналогами и так далее, но по результатам тестов производительности заведомо неоптимальные элементы были признаны годными, а компромиссы - оправданными. В частности, из-за специфических смещений плотности модель плохо подходит для высокополигональной лепки, некоторые элементы имеют ограниченную расширяемость, равномерность геометрии на некоторых областях также нельзя назвать наилучшей. Но все вышесказанное не означает, что элементы непригодны для использования - при необходимости модель может быть выполнена по другой технологии с учетом других требований, но данная конфигурация показала себя как наиболее функциональная и, по моему мнению, полностью подходит для создания разнообразных моделей человека и антропоморфных персонажей.
_________________________________________________
Постскриптум специально для участников забега с Рендер.ру:
А вот теперь посмотрим, сколько ушатов помоев вы выльете на мой труд, и насколько объективными будут эти помои. Нет, объем-то я себе представляю, меня больше интересует уровень адекватности ваших оценок и уровень непредвзятости по отношению к работе как таковой. Я готов принимать поток рациональной и аргументированной критики, фартук, тачка и лопата уже ждут своего часа!
В ЭТОМ АРХИВЕ ВСЕ ОСНОВНЫЕ ВЫКЛАДКИ ПЛЮС НЕСКОЛЬКО ПРОСТЕНЬКИХ ТЕСТОВ.
