введение в симуляцию ткани: основные понятия
концепция
существует множество вариантов для создания одежды персонажам, среди которых выделяются как приемы моделирования (скульптинг прямо на самой модели, добавление текстурных карт и карт нормалей, риггинг одежды), так и методы симуляции ткани (постановка определенных параметров для имитации физики).
в первом варианте значительно экономятся вычислительные ресурсы компьютера, а во втором упор делается на реалистичность изображаемых объектов, что позволяет художникам максимально правдоподобно воссоздавать реальный мир
риг в Maya
во время симуляции учитывается вес и эластичность ткани, что делает этот способ создания одежды наиболее реалистичным и детализированным, так как добиться подобного эффекта за счет риггинга достаточно сложно
«Храбрая сердцем», Pixar, 2012 (симуляция платья)
при работе с симуляцией ткани важно учитывать множество факторов, такие как трение, растяжение, сжатие, сила гравитации и другие силы, влияющие на ее поведение.
съемочная группа также может снимать собственные референсы с актерами для лучшего понимания драпировки, как это было сделано на фильме «Приключения Паддингтона 3»
«Приключения Паддингтона 3», реж.Дагал Уилсон, 2024 (симуляция пиджака)
для этих целей были разработаны несколько математических методов, основанных на работах Эйлера и Верле. в первом случае предсказание будущего положения ткани основывается только на ее текущем состоянии, в то время как в модели Верле учитывается как нынешнее, так и прошлое положение, что делает ее более точной
визуализация сетки ткани
ткань представляет собой сетку из соединенных между собой узлов, часто в триангулированном виде. так как точки треугольника лежат всегда в одной плоскости, то это уменьшает вероятность получения искаженных бликов и упрощает процесс подсчета света и деформаций за счет однородного и предсказуемого поведения
в дальнейшем исследовании будут применены следующие понятия:
коллизия/коллайдер — объект, с которыми соприкасается ткань (в нашем случае тело персонажа)
шейдер — настройка текстур и физических свойств
выбор софта
для создания одежды одним из самых популярных софтов является marvelous designer
он удобен как в раскрое, так и в первичной симуляции для тестового просмотра внешнего вида персонажа (с учетом физики разных типов тканей), а также легко интегрируется в другие 3д-пакеты за счет наличия экспорта в fbx/obj/abc формате
интерфейс marvelous designer
для симуляции ткани часто используется vellum solver в houdini
он удобен за счет наличия большого количества параметров, позволяющих максимально точно имитировать физику объекта
пример симуляции в vellum solver // Franky Savant, 2022
исследование направлено на систематизацию знаний о создании одежды в marvelous designer и ее последующей симуляции с доработкой при помощи vellum cloth в houdini
проект состоит из нескольких глав-справочников для начинающих художников с описанием самых важных аспектов работы с одеждой персонажа, а также показан процесс реализации пайплайна marvelous designer — houdini на примере разработки сетапа одежды одной из героинь для ВКР
