3ds Max tutoriál: Hair and Fur - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

28. dubna 2008, 00.00 | Vítám vás u mého dalšího článku. V tomto tutoriálu se naučíme pokud možno všechno o pluginu Hair and Fur, který je implementován v 3ds Max od verze 8.
Pomocí tohoto poměrně jednoduchého, ale velmi užitečného prostředku se dá dělat opravdu mnoho věcí, jako např. vlasy, kožešiny (jak napovídá název), řasy, obočí
nebo také trávník a další, které s trochou umu vypadají opravdu hezky. Nejprve projdeme základní funkce zejména při práci s vlasy, posléze si vytvoříme trávník.

Nastavení si budeme demonstrovat na libovolné ploše (pro rychlost testů doporučuji plane). Vytvořme si tedy uprostřed scény Plane objekt a aplikujme na něj modifikátor Hair and Fur (WSM). Jak vidíme, na ploše se nám objevily „chloupky“. Scénu si vyrenderujme a podívejme se, jak vypadá.

Jak jste si jistě všimli, chloupků je mnohonásobně více než v náhledu ve viewportu (konkrétně 2 % renderovaných vlasů, pokud máte původní nastavení). Je to jednoduše z toho důvodu, aby Max šetřil vaší operační paměť. Zobrazovat totiž všech 15 000 vlasů (které jsou v původním nastavení) by byla docela velká zátěž. K tomu se ale dostaneme později.

Nyní k nastavení.

V první záložce Selection nic komplikovaného není, máme na výběr ze čtyř způsobů možnosti úpravy vlasů. Pokud vybereme Guides, ukážou se nám pomocné křivky, podle kterých se určuje tvar vlasů (využívá se především v pozdější záložce Styling). Face, Polygon a Element nám jednoduše dovolí vybírat trojúhelníky/polygony/objekty z objektu, na kterém tento modifikátor máme použitý (např. pokud chceme upravovat pouze vlasy na daném polygonu apod.).

Se záložkou Tools se nám otvírá možností mnohem více. Pomocí Recomb From Splines můžeme nastavit tvar vlasu podle křivky, kterou si definujeme předem (Create – Shapes - Splines). Toto je užitečné především, když tvoříme účes a chceme lépe definovat tvar vlasů (můžeme také použít Style, o tom za chvíli).

Pokud chceme, aby se vlasy postupně měnily (viz obrázek), musíme mít všechny křivky spojeny v jeden objekt (např. pomocí Attach nástroje). Čím více budeme mít křivek, tím plynulejší přechod bude.

Pomocí Reset Rest se nám vlasy rozmístí rovnoměrně po objektu (pokud je již tak nemáme). Regrow Hair nám zruší jakékoliv předešlé úpravy vlasů (zachovávají se nastavení materiálu apod.). Další části jsou Presets, neboli přednastavené styly vlasů. Tlačítkem Load načtete přednastavený styl, pomocí Save si můžete současný styl uložit (ukládá se pouze materiál vlasů a další podobné nastavení, ne tvar). Pomocí Hairdo si můžete současné nastavení vlasů (včetně tvaru vlasů) uložit do schránky a použít na jiný objekt s tímto modifikátorem (hodí se když děláte dvě hlavy a chcete udělat podobný účes). Nastavení Hairdo se nedá uložit – je pouze dočasné (dokud nevypnete program).

Instance Node je další zajímavý nástroj, dovoluje nám totiž místo vlasů použít jakýkoliv objekt (třebas konvičky? Ty opravdu doporučuji vyzkoušet :-) ). Když zaškrtnete Merge Material, zachová se také těmto „vlasům“ jejich původní materiál (textury, bump mapy apod.).

Pomocí Covert převedeme Guides (pomocné křivky) nebo samotné vlasy (Hair) na křivky (Splines) nebo na trojrozměrný objekt (Mesh).

Dostáváme se k další záložce, a tou je Styling. Tato nabídka nám umožňuje stylizaci vlasů. Když zapneme funkci Style Hair, objeví se nám válec, pomocí kterého můžeme vlasy (vlastně pomocné křivky) „česat“ a tím měnit jejich tvar. Nástroj Hair Brush nám umožňuje vlasy „česat“, Hair Cut „stříhat“. Pomocí nástroje Select zase můžeme vybrat jednotlivé pomocné křivky a upravovat pouze vlasy, které jsou v jejím okolí. Pomocí Ctrl+Shift a stisknutí levého tlačítka myši můžeme tahem velikost válce na „česání“ a „stříhání“ měnit.

U nástroje Hair Brush můžeme používat rozličné techniky „česání“. Standardní Translate nám vlasy jednoduše posouvá směrem, ve kterém posouváme náš „hřeben“. Stand „staví“ vlasy kolmo ke zakřivení plochy, na které vlasy jsou (viz obrázek, levá strana bez, pravá po použití Stand).

Puff Roots nám vlasy „načechrá“ tím, že jemně nadzvedává část téměř u „kořene“ vlasu.

Clump nám pomocné křivky „přitáhne“ k sobě, čímž můžeme vytvořit vcelku zajímavé účesy.

Rotate je něco jako natáčky, obtáčí vlasy kolem středu „hřebenu“. Scale jednoduše zkracuje, popř. prodlužuje vlas.

Nabídka Utilities nabízí rozličné nástroje.

- Attenuate nám vlasy zkrátí relativně podle velikosti polygonu, na kterém se vlasy nachází (vetší polygon = delší, menší = kratší).

- Pop Selected narovná vybrané vlasy (pomocné křivky) kolmo k ploše polygonu.

- Pop Zero Sized narovná a nastaví do původní délky vlasy, které mají nulovou délku.

- Recomb nám upraví pomocné křivky tak, aby oplývaly kolem objektu (velmi užitečný nástroj)

- Toggle Collisions – při stylingování vlasů se bude brát v potaz kolize vlasů s jinými objekty (objekt je třeba nejdříve přidat v Dynamics menu)

- Lock uzamkne vybrané vertexy na jakékoliv úpravy (Unlock je odemkne)

- Toggle Hair zapne/vypne zobrazování vlasů ve viewportu

Tímto se dostáváme k další záložce, a tou je General Parameters, ve které můžeme změnit různá nastavení, jako celkový počet vyrenderováných vlasů (Hair Count), počet částí vlasů (Hair Segments) – když dáme počet segmentů vlasů na 1, vlas bude rovný, neboť se nemá kde zalomit. Příliš velké číslo zase zvyšuje náročnost vlasů na vyrenderování. Hair Passes zvyšuje „vyhlazení“ vlasů a jejích průhlednost, současně se také zvedá počet vyrenderovaných vlasů. Náročnost na render roste samozřejmě roste (horní obrázek má hodnotu Hair Passes 1, spodní 10).

Položkou Density modifikujeme hustotu vlasu, Scale jeho velikost, Cut Length relativní délku vůči původní velikosti, Random Scale náhodnost délky vlasů (0 = všechny vlasy mají stejnou délku, 100 = každý vlas může mít různou délku). Root Thick definuje tloušťku vlasu u kořene, Tip Thick tloušťku konečku vlasu. Displacement určuje vzdálenost kořenů vlasů od objektu, na kterém se modifikátor nachází.

Všimněte si, že u těchto parametrů jde použít mapy (okénko vedle), což také při tvorbě našeho trávníku použijeme.

Nyní se dostáváme do poslední nabídky, kterou v tomto tutoriálu budu popisovat, a tou je Material, ve které lze měnit především barvu vlasů a jejich vlastnosti (lesk apod.).

Položka Occluded Amb. určuje, do jaké míry jsou vlasy osvětlovány světlem z okolí (0 pouze z okolí, 100 pouze vlastním světlostí). Položka Tip Fade se týká Mental Ray renderovacího systému, tudíž nás nebude zajímat, nicméně pokud tuto položku zaškrtneme a vyrenderujeme scénu s Mental Rayem, konečky vlasů budou průsvitné (koneček vlasu půjde „do ztracena“).

Tip Color určuje barvu konečku vlasu, Root Color barvu jeho kořene. Obě tyto položky jde opět mapovat. Pokud chcete, aby byla barva vlasů shodná s barvou textury, kterou použijete, nastavte barvy kořenů a konečků na bílou. Pokud nastavíte např. modrou, bude mít textura nádech modré.

Hue Variation určuje náhodnost odstínu barvy, Value Variation náhodnost světlosti barvy. Zajímavá je položka Mutant Color a Mutant %. Tento modifkátor vybere náhodné vlasy (počet vlasů je shodný s procentuálním množstvím v Mutant % položce) a nastaví jím barvu z Mutant Color slotu (ideální např. pro vytvoření náhodných šedin u vlasů).

Hodnotou Specular nastavíme množství světla odražené vlasy a hodnotou Glossiness lesk vlasů.

(první obrázek – Glossiness 75 a Specular 99, druhý obrázek Glossiness 20, Specular 40)

Pokud chceme udělat, aby např. vlasy vypadaly mastně, nastavíme velkou hodnotu Specular, ale také Glossiness (vlasy budou světlejší a lesklejší).

Specular Tint určuje barvu odlesků světla. Self-Shadowing nastavuje procentuální množství stínu, které vlasy vrhají jeden na druhého, zatímco Geom. Shadow určuje procentuální množství stínů, které na vlasy dopadá z objektů ve scéně.

Pouze letmě se dotkneme menu Frizz Parameters, jenž určuje roztřepení vlasů. Frizz Root určuje velikost roztřepení kořenů vlasů, Frizz Tip roztřepení konečků vlasů. Frizz X,Y,Z Frequency určuje sílu roztřepení v jednotlivých osách.

Ostatní parametry se vztahují na tvoření animací pohybu vlasů (např. vlnění trávy). Minimalizování roztřepenosti se někdy hodí při tvoření účesů, pokud chcete, aby vám vlasy přesně kopírovaly tvar, který jim chcete nastavit křivkami, jež si předtím připravíte.

Nyní se již můžeme pustit do tvorby onoho trávníku.

Vytvoříme si Plane větších rozměrů (nejlépe čtverec) a nastavíme mu větší počet segmentů (něco kolem 25 x 25). Také na něj hned aplikujeme materiál s barvou hnědé v diffuse slotu. Předtím než na něj aplikujeme Hair and Fur, vybereme z menu modifikátorů Displace. Sílu (Strength) nastavíme přibližně na 150. Otevřeme si Material editor a v prvním materiálu do libovolného slotu vybereme mapu Noise a přetáhneme ji na místo onoho materiálu (použijeme ji jako mapu pro zvlnění terénu)

Parameter Size u Noise mapy nastavíme na hodně vysokou hodnotu (např. 250). Poté mapu přetáhneme do slotu Map u našeho Displace modifikátoru. Pokud se vše podařilo tak, jak má, plane se nám zvlnil. Pokud chcete jiný tvar terénu, pohrajte si s velikostí parametru Size nebo s barvami v Noise parametru (používejte pouze odstíny šedé). Černá barva znamená místa, kde se plane vůbec nezvedne, zatímco bílá místa budou zvednuty na maximální hodnotu. (Proto jsme nastavovali počet segmentů na tak vysoké číslo, aby bylo zvlnění plynulé)

Takže nyní už můžeme na náš plane aplikovat Hair and Fur. Jak však vidíte, vlasy jsou každopádně moc velké, uděláme si tedy svoje. Vytvoříme si libovolný tvar křivkou (Create - Shapes - Line), jejíž velikost by nám seděla k velikosti našeho planu (musíme počítat s tím, že pohled budeme mít hodně přiblížený, a tedy stébla musí být hodně malá).

Nyní vybereme nástroj Recomb from Spline z Tools záložky v Hair and Fur modifikátoru a vybereme naše vytvořené stéblo.

Počet vlasů nastavíme na dost vysokou hodnotu (např. 70 000). Do slotu Density a Cut Length můžete již podle vlastního uvážení dát nějakou Noise mapu s převažující bílou barvou (např. viz obrázek)

Nyní si ještě musíme pohrát s materiálem stébel. Jako Tip Color nastavíme pořádnou zelenou (např. R:23 G:96 B:0) a jako Root Color barvu o něco tmavší (např. R:12 G:66 B:5). Pohled si pěkně přibližme a scénu vyrenderujeme.

Jak asi vidíte, už to jako trávník začíná trochu vypadat, nicméně ještě více to vypadá jako zahrada s česnekem a ne trávou. Musíme změnit tloušťku stébel. Root Thick nastavíme na 1,5 a Tip Thick na 0,3. Scénu si opět vyrenderujeme. Jak vidíte, výsledek je o dost lepší, nicméně stále něco chybí. Jistě jste si všimli, že tráva neroste jako jednotlivé stébla, ale často roste více stébel z jednoho místa. Na toto tvůrci tohoto pluginu také nezapomněli, viz záložka Multi-Strand Parameters.

Položka Count určuje počet stébel, které se budou renderovat z každého kořene. Root Splay určuje vzdálenost dalších vlasů (u trávy to nepotřebujeme), Tip Splay určuje vzdálenost konečků (tu potřebovat budeme). Položka Randomize určuje náhodnost velikosti vlasů z jednoho kořene.

Nastavíme tedy Count na 3 a Tip Splay na 1. Jak jistě hned vidíte z náhledu, z jednoho kořene najednou rostou tři stébla.

Před vyrenderováním ješte ubereme trochu v parametru Specular, aby tráva neodrážela tolik světla.

Obrázek si vyrenderujme - a tráva je na světě.

Teď už pouze přichází na řadu dolaďování barvy, hustoty, délky vlasu apod. podle naší vlastní potřeby. Pro lepší efekt je také možné na zem (na plane) aplikovat texturu nějaké trávy z pohledu seshora (nebo aspoň hlíny). Dále je dobré přidat nějakou Mutant barvu (např. trochu jiný odstín zelené) a např. 5-10% zabarvení mutant barvou. Pokud chceme dosáhnout ještě lepších výsledků, je možno namísto barvy vlasů použít texturu trávy (postará se nám i o škálu barev apod.) - textury můžete zdarma stahovat např. ze skvělé stránky CGtextures.

Opravdu realistického výsledku lze nicméně dosáhnout až velmi šikovnou manipulací s mapami (nebo zkombinováním pár Hair and Fur modifikátorů)

Přeji vám hodně úspěchů při tvoření vlastních travin, doufám že vám tento turoriál přinesl něco nového a v praxi použitelného.