С помощью трехмерной графики можно решить множество разных задач, однако среди них нет более интересной и одновременно более сложной, чем анимация лица. Придать ему определенное выражение, добиться, чтобы мимика персонажа отражала его эмоции, непросто, но результат стоит затраченных усилий. Правда, лишь в том случае, если дизайнер понимает, как формируется каждое выражение лица. Однако пока мы наблюдаем катастрофический дефицит знаний в данной области. Об этом свидетельствует отсутствие реалистичной мимики у многочисленных трехмерных героев, которые появлялись на экранах в течение последнего времени.

Отметим, что речь идет не только о лицах трехмерных человечков, но и о физиономиях других мультипликационных персонажей: инопланетян, говорящих деревьев, животных и т.д. Между тем именно выражение лица героя - определяющий фактор при его анимации. Очень досадно, когда прекрасно смоделированный персонаж с хорошо проработанной поверхностью обладает плохой мимикой. И наоборот, правдоподобная гримаса сделает персонаж более естественным, даже если это всего лишь мультипликационный герой.

Наша книга предназначена для тех, кто стремится обогатить свои представления о методах анимации лица. По мере чтения вы быстро поймете, что сама по себе такая анимация не представляет особой сложности, а вот создание по-настоящему выразительных лиц - очень трудное дело. Давайте кратко ознакомимся с тем, какие вопросы будут рассматриваться на страницах этой книги.

Содержание книги

В настоящее время постоянно разрабатываются новые технологии, которые расширяют возможности программ трехмерной графики. Даже самые простые пакеты содержат инструменты, необходимые для создания качественной анимации. Однако помните: как бы ни совершенствовалось программное обеспечение, важнейшие принципы, на которых основана разработка правдоподобной мимики, неизменны. В данной книге рассматриваются именно такие универсальные методы создания реалистичных лиц анимационных персонажей. Эти методы не привязаны ни к какой конкретной системе, и их можно использовать при работе с практически любой из современных программ ЗD-графики.

Мы особенно рекомендуем вам прочесть нашу книгу, если вы пользуетесь одним из следующих пакетов: Softimage, Alias, LightWavc, 3D Studio MAX, 3D Studio, Strata Studio Pro, Electriclmage, Ray Dream Studio, trueSpace, Extreme 3D, Animation Master, Houdini, Imagine, Cinema 4D, Soft/FX и даже POV-RAY.

Структура книги

Наше издание состоит из трех частей, каждая из которых посвящена определенной теме. Чтобы разобраться в одной из них, достаточно прочитать только соответствующую часть книги. Например, если вас интересует прежде всего проблема анимации лица с помощью морфинга, можете обратиться сразу ко второму разделу, пропустив все остальное. Однако если вы хотите полностью изучить процесс создания реалистичной мимики, советуем прочесть книгу целиком.

Часть I. Голова человека

Глава 1. Анатомия головы

Эта глава посвящена анатомии человеческой головы. Чтобы научиться анимировать лицо, необходимо знать механизмы, управляющие его мимикой. Я не призываю вас запоминать множество специальных медицинских терминов. Но вы должны разобраться в том, как различные мускулы определяют подвижность тех или иных участков лица. Исследовав структуру человеческого черепа, мы займемся самой трудной частью работы - моделированием пропорциональной головы.

Глава 2. Пропорции головы

Чтобы выражение лица и анимация в целом получились убедительными, необходимо соблюсти верные пропорции головы. Нет более сложной задачи, чем создание правдоподобной мимики. Ведь в повседневной жизни мы постоянно видим разные лица, поэтому хорошо себе представляем, как должна выглядеть голова реалистичного трехмерного персонажа. Возможно, нам не удастся точно указать ошибку, допущенную при моделировании, но мы сразу заметим, что герой выглядит неправдоподобно. Поэтому при изучении пропорций черепа мы обратим пристальное внимание на каждую его деталь. Однако не забывайте, что головы реальных людей всегда несколько отличаются от стандарта, и это обстоятельство необходимо учитывать при разработке конкретной модели.

Исследовав физические пропорции головы человека, мы приступим к рассмотрению лицевых мускулов - механизма, который обеспечивает подвижность различных участков лица.

Глава 3. Лицевые мышцы

Итак, лицевые мускулы формируют человеческую мимику. Представление о том, как работает каждый из них, окажет вам неоценимую помощь при анимации. В данной главе мы изучим все лицевые мышцы и рассмотрим примеры, иллюстрирующие действие этих мускулов.

Разобравшись в анатомии человеческой головы, в следующей части книги мы поговорим о том, как выражение лица передает настроение героя.

Часть II. Выражение лица

Глава 4. Черты лица и его выражение

Выражение лица персонажа может рассказать целую историю, поэтому невозможно переоценить роль этой детали в трехмерной сцене. Например, можно потратить уйму времени на то, чтобы подобрать верное освещение для изображения мрачного кладбища, по которому бродят жуткие скелеты и упыри. Но если нам не удастся убедительно воссоздать испуг на физиономиях ребятишек, убегающих от привидений, весь труд пропадет даром. Лицо персонажа должно соответствовать общей атмосфере окружения, и перекошенная от ужаса рожица мальчугана придает сцене убедительность.

В настоящей главе мы рассмотрим несколько трехмерных моделей с разными выражениями лиц, чтобы понять, как они помогают формировать настроение всей сцены.

Часть III. Анимация

Глава 5. Синхронизация речи с движением губ

В данной главе исследуются принципы синхронизации речи и движения губ. Мы рассмотрим звуки, участвующие в этом процессе, научимся анализировать звуковой файл и создавать временную диаграмму анимации.Кроме того, мы изучим самый распространенный метод линейного морфинга, применяемый в анимации губ. С помощью данного метода будет создан говорящий персонаж.

Затем мы перейдем к рассмотрению взвешенного морфинга. Этот способ позволяет координировать анимацию речи с анимацией лица, отражающего различные эмоции.

Глава 6. Анимация методом взвешенного морфинга

Морфинг - основной метод, применяемый для анимации мимики персонажа. В данной главе исследуется еще один распространенный способ лицевой анимации - сегментный морфинг. Познакомившись с ним, вы узнаете, как используются целевые объекты морфинга при формировании выражений лица. Мы рассмотрим также его анимацию с помощью метода взвешенного морфинга, включая моделирование мимики лица с учетом синхронизации речи и движения губ.

Глава 7. Синхронизация движения губ с речью персонажа при помощи программы Magpie

Компьютерный рынок предлагает ряд технологий для анализа записи голоса. В этой главе мы рассмотрим программу Magpie, которая используется для разбивки звуковой дорожки. Иногда при создании анимации лица трудно с точностью определить, где и когда следует применять морфинг-мишени. Редактор Magpie упрощает процесс разбивки фонограммы и предоставляет данные о синхронизации движения губ с речью. Программа позволяет также распечатать таблицу, которую можно использовать в качестве справочника при работе над такой синхронизацией.

Приложения

Приложение А. Модели типичных выражений человеческого лица для анимации методом взвешенного морфинга

В этом приложении вы найдете справочный материал по морфинг-мишеням, которые применяются при сегментном морфинге (см. главу 6). На первый взгляд рисунки могут показаться странноватыми, но когда вы прочитаете соответствующие им пояснения, то поймете, для чего предназначены такие модели.

Приложение В. Визуальные представления звуков человеческой речи

Приложение содержит справочный материал по морфинг-мишеням, которые используются при моделировании человеческой речи.

Приложение С. Модели типичных выражений лица мультперсонажа для анимации методом взвешенного морфинга

В этом приложении вы найдете справочный материал по морфинг-мишеням, которые применяются при взвешенном морфинге (см. главу 6). Не обращайте внимания на то, что они выглядят жутковато; прочитав соответствующий материал, вы поймете, в чем дело.

Приложение D. Визуальные представления звуков речи мультперсонажей

Данное приложение включает набор наиболее распространенных морфинг-мишеней, которые используются при моделировании артикуляции мультипликационных героев.

Приложение Е. Примеры выражений лица

Это приложение содержит 40 выражений лица людей и мультперсонажей, представленных в фас и в профиль. Описаны характерные особенности каждой модели, изменение положения бровей, движения глаз, рта и подбородка. Кроме того, вам предлагается перечень самых распространенных морфинг-мишеней и примерный процент, показывающий, каков вклад данной мишени в итоговую модель. Хотя эти показатели могут быть неодинаковыми в разных программах, они все же позволят вам с достаточной точностью воссоздать то или иное выражение лица персонажа.

Приложение F. Мимика мультперсонажей

Данное приложение включает примеры выражений лица мультперсонажей. Мимика мультипликационного героя беднее человеческой, но зато она значительно более выразительна.

Приложение G. Мышцы лица человека

В этом приложении содержится справочный материал по анатомии лицевых мускулов человека. На каждой иллюстрации более светлым цветом выделена определенная группа мышц. В нижней части рисунка представлена модель головы, демонстрирующая движение той или иной мышцы.

Адресаты этой книги

Данное издание предназначено для всех художников, которые специализируются в области трехмерной компьютерной графики и хотят усовершенствовать свое мастерство при разработке выражения лиц персонажей и их анимации. Если вы по-настоящему увлечены этим делом и стремитесь создавать запоминающихся мультипликационных героев, прочтите нашу книгу. Серьезных работ на данную тему, содержащих грамотные рекомендации, очень немного. А ведь мимика персонажа - важнейшая часть его облика. Итак, вам стоит прочитать книгу, если вы относитесь к одной из перечисленных ниже групп читателей.

Профессионалы в области трехмерной графики

Если вы намерены сделать карьеру в области трехмерной графики, наша книга - как раз то, что вам нужно. В данной сфере заняты тысячи специалистов, однако мало кто из них умеет тщательно прорабатывать выражения лица персонажей и создавать реалистичные анимации. Если вы научитесь этому, ваше резюме будет лежать на самом верху стопки заявлений, которыми завалены ведущие студии страны. Прочтите нашу книгу от корки до корки, и вы получите явное преимущество перед другими соискате-лями на рынке труда.

Разработчики игр или проектов в области мультимедиа

Вы прекрасно знаете, что в современной трехмерной графике очень широко используются цифровые эффекты. Там, где раньше достаточно было в общих чертах изобразить лицо героя, теперь нужны модели высокого качества. Растущая конкуренция требует от вас постоянного совершенствования. В данной книге вы найдете описание профессиональных методов, использование которых позволит создавать трехмерные эффекты, дей-ствительно поражающие воображение заказчика.

Компьютерные художники в кинематографе или на телевидении

Ни в одной другой области не уделяется больше внимания анимации лица и качеству трехмерной графики. Ею насыщена вся видеопродукция, даже когда это не так уж нужно. ЗD-эффекты стали частью практически каждого фильма и телепередачи, начиная с виртуальных съемочных площадок и заканчивая активно действующими мультипликационными персонажами. Качественная анимация лица - основа удачного изображения. Традиционные методы «оживления» героев уступают место цифровому моделированию. Прочитав нашу книгу, вы научитесь создавать сверхреалистичные лицевые анимации для любых проектов или кинокартин.

Компьютерные художники в издательской области

Компьютерные технологии, подобно цунами, просто захлестнули эту сферу деятельности. В печатной продукции все чаще встречаются трехмерные изображения, и здесь проблема их реалистичности еще более актуальна. В отличие от фильмов, где сцены меняются очень быстро и их редко можно как следует рассмотреть, в книге даже незначительная погрешность способна испортить все впечатление. Мы расскажем о множестве приемов, которые позволят создавать для трехмерных героев запоминающиеся выражения лиц. Читатель просто не сможет от них оторваться!

Создатели трехмерных моделей

Ваша работа - основа всей анимации, которая обязательно начинается с конструирования моделей. Если вы хотите узнать, как создастся модель человеческой головы или морфинг-мишень для последующей анимации лица, обратитесь сразу к первой части книги. Там описано множество проверенных методов, позволяющих решать такие задачи.

Любители в области компьютерной графики и анимации

Предположим, вам надоело экспериментировать с трехмерными игрушками и захотелось самим сделать что-нибудь особенное. Вы собираетесь показать всему миру, на что способны, и потрясти его своими произведениями. Что ж, вам надо внимательно прочитать эту книгу. Помните, что для создания убедительного выражения лица и его последующей анимации требуется не столько талант, сколько внимание к деталям и наблюдательность. Вы больше чем художник - вы умеете моделировать запоминающихся анимационных персонажей с выразительными лицами!

Любитель вы или профессионал, наша книга будет вам полезна. Если вы занимаетесь трехмерной графикой и не боитесь кропотливой работы, приступайте к чтению!

Программное обеспечение, необходимое для работы

Разумеется, для практической работы вам понадобится программа трехмер ной графики. Излагаемые в книге принципы универсальны и не связаны с каким-то конкретным пакетом, так что подойдет практически любой. И всетаки полностью реализовать возможности, описанные в этой книге, помогут Softimage, Alias, LightWave или 3D Studio MAX. В отличие от дешевых программ, высококачественные пакеты имеют такое средство де тальной разработки объекта, как морфинг. Справедливости ради следует заметить, что RayDream Studio и trueSpace не уступают по своим возмож ностям знаменитым графическим системам, так как содержат отличные встраиваемые модули, которые также позволяют применить морфинг.

Чтобы извлечь максимальную пользу из прочитанного материала, не оходимы навыки в области моделирования. Рассматривая этот процесс в главе 3, мы не углубляемся в детали, поскольку основное внимание в на шем издании уделяется методам создания лиц персонажей и их анима ции. Если вы только начинаете осваивать трехмерную графику, перед прочтением книги как следует изучите программу, в которой собирае тесь работать.

И, наконец, вам необходима самоотверженность. Вы должны посвятить все свое время конструированию лиц и воссозданию мимики персонажей. Мастерство достигается долгими тренировками. При изображении лица надо учесть множество деталей и черточек, ведь зрители рассматривают его с особенным вниманием. Это филигранная работа, требующая большой практики. Однако постепенно моделирование персонажей и анимация их мимики станет

Содержание прилагаемого к книге компакт-диска

Здесь представлены вспомогательные материалы по каждой главе. Эти файлы имеют распространенные форматы, с которыми можно работать практически в любой программе трехмерной графики и на любой компьютерной платформе. Ниже приводится подробное описание каталогов, содержащихся на компакт-диске.

Chapter1

Кинофрагменты, демонстрирующие примеры движения различных участков лица:

Chapter2

Стандартные модели женского и мужского черепов в формате DXF:

Chapters

Кинофрагменты, иллюстрирующие работу лицевых мускулов:

Chapter4

В данном каталоге представлен ролик papagaio. mov. Он содержит анимацию мультипликационного героя Папагайо и демонстрирует различные выражения лица этого персонажа.

Chapter5

Каталог включает в себя примеры анимаций, в которых движения губ персонажа соответствуют его речи:

Chapter6

Данный каталог содержит следующие киноролики:

Chapter7

Этот раздел диска включает в себя следующие кинофрагменты:

Expressiontemplates

Здесь содержатся шаблоны для моделирования выражений лиц персонажей.

Phonemetemplates

В этот каталог включены 16 шаблонов, позволяющих моделировать движение лицевых мышц при произнесении звуков речи. Представлена модель человеческой головы в фас и профиль.

Figures

Данный каталог содержит цветные копии рисунков к главам 1 -7 и приложениям A-G.

Требования к аппаратуре и программному обеспечению

Для просмотра кинофрагментов, записанных на компакт-диске, вам понадобится программа QuickTime. Если она еще не установлена на вашем компьютере, обратитесь на Web-сайт по адресу http://www.applc.com/quicktime. Кроме того, вам необходима утилита, способная воспроизводить wav-файлы, в которых записаны примеры речи персонажей. Просмотр цветных рисунков и шаблонов позволит осуществить программа, работающая с изображениями в формате JPG.

Моделирование и анимация лица могут оказаться непростым делом. К счастью, вы обеспечены богатым вспомогательным материалом. Вероятно, наша книга ответит не на все вопросы, которые возникнут у вас во время работы, но обязательно поможет вам детально изучить искусство создания реалистичных персонажей.

Итак, приступим к рассмотрению анатомии головы и лицевых мышц.

Соглашения

Практикум - располагается перед упражнением, которое следует вы полнить.

Указывает на файлы для выполнения упражнений и демонстрационные ро лики, которые вы найдете на прилагаемом к книге компакт-диске.

Названия элементов интерфейса выделены полужирным шрифтом.

Курсивом выделены наиболее важные понятия, связанные с данной тематикой.