Bài giảng Dựng hình 3D nâng cao: Phần 2 - Trần Nguyễn Duy Trung

Tiếp tục tạo xương sống cho nhân vật bằng cách click để đặt các khớp nối về phía trên xương sống và kết thúc ở phần đế của xương sọ, nơi xương sống gắn với cái đầu như mình họa trong h[r]

Hình 3-105

Hình 3-106

5 Click chuột phải vào phép hiệu chỉnh Smooth từ trên danh sách Stack rồi chọn

lệnh Collapse All để sáp nhập các phép hiệu chỉnh vào hẳn trong mô hình Lưu file

lại bằng lệnh Save as, đặt tên với số thứ tự tăng lên là Character11.max

Chương 4: LẮP RÁP NHÂN VẬT

Lắp ráp (Ringging) là thuật ngữ được sử dụng trong quá trình tạo mô hình,

nói đến tiến trình gắn kết hệ thống khung xương vào mô hình lưới 3D Nó gần

giống như cơ thể của chúng ta, trong đó, xương và khớp hình thành nên bộ xương

rồi bắp thịt gắn kết với bộ xương Chúng ta có thể di chuyển bằng cách co và giãn các cơ bắp

3DS max có hai hệ thống lắp ráp và làm hoạt cảnh nhân vật - đó là hệ Bones và

hệ Biped Hệ Biped trước đây là một plug-in của 3DS max có tên là Character Studio, nhưng kể từ 3DS max7, nó đã được tích hợp vào chương trình chính Chương trình này trước tiên sẽ đề cập đến cách thức lắp ráp một nhân vật bằng hệ Biped và sau đó là tìm hiểu về hệ Bones

4.1 Hệ thống khung xương Biped

Biped là một hệ thống khung xương theo phả hệ định sẵn cho các mô hình lưới nhân vật có hai chân Hệ Biped làm việc rất tốt cho phần lớn tất cả nhân vật có hai chân và ngay cả nhân vật có bốn chân

Lợi ích của việc sử dụng hệ khung xương Biped là nó bao gồm sẵn một hệ khung xương hoàn chỉnh với hệ thống vận hành linh hoạt và hạn chế chuyển động sao cho đầu gối và khuỷu tay không uốn cong sai cách Các hệ khung xương Biped được xác lập đầy đủ với hệ thống chuyển động học đảo và các cơ cấu linh hoạt mà

ta phải mất hàng giờ để xác lập theo cách thủ công

Hệ khung xương Biped điều khiển chuyển động của mô hình lưới bằng cách sử dụng phép hiệu chỉnh gọi Physique để gắn kết mô hình lưới vào hệ khung xương Việc gắn kết được thực hiện trên cơ sở đỉnh, cho phép mọi đỉnh di chuyển một cách độc lập ở bài tập sau, ta sẽ thấy được cách thức bổ sung hệ biped vào mô hình lưới của nhân vật Ta cũng sẽ thu phóng hệ Biped cho phù hợp với kích thước của nhân vật và sau đó tìm hiểu cách thức gắn kết khung xương Biped cho mô hình lưới của nhân vật để làm hoạt cảnh cho nó

1 Đầu tiên ta cần mở chương trình 3ds max và tải mô hình lưới hoàn tất của nhân vật vào (file Character11.max của chương 3)

2 Tiếp theo, xóa bỏ các mặt phẳng của bản vẽ tham khảo và chuyển các khung nhìn trực giao sang phương thức hiển thị Wriframe như minh họa trong hình 4-1

Hình 4-1

3 Bên dưới bảng lệnh create có một hàng biểu tượng click lên biểu tượng Systems

nằm ở góc phải như hình minh họa trong hình 4-2

(Giảng viên trình chiếu hình 4-1)

4 Bây giờ, trên bảng cuộn Object Type, click nút Biped Trên bảng cuộn Create

Biped, xác lập các tham số như sau:

- Neck links: 1

- Spline Links: 4

- Leg Links: 3

- Tail Links: 0

- Polytail1 Links: 2

- Polytail1 Links: 0

- Fingers: 3

- Fingers Links : 3

- Toes : 1

- Toe Links: 1

5 Đặt con trỏ chuột ở ngay chân của mô hình lưới trong khung nhìn Front rồi sau

đó nhấn giữ nút chuột trái và drag lên trên để đặt hệ thống khung xương Biped vào

khung cảnh Tiếp tục drag chuột lên cao cho đến khi phần hông màu vàng của bộ

xương nằm chính xác ở ngay hông nhân vật như minh họa trong hình 4-3

(Giảng viên trình chiếu hình 4-3)

6 Nếu mô hình lưới của ta có cùng kích thước như ở đây thì chiều cao của bộ

khung xương Biped khoảng chừng 98

7 Bây giờ, ta cần phải sắp xếp lại khung xương cho trùng khớp với mô hình lưới

Chọn bảng lênh Motion để mở rộng các bảng cuộn như minh họa trong hình 4-4

Hình 4-4

8 Ta cần phải làm việc trong phương thức Figure Mode để thu phóng, di chuyển và

xoay bộ khung xương Biped cho khớp với mô hình lưới trên bảng cuộn Biped,

click tùy chọn figure Mode (xem lại hình 4-4)

9 Bây giờ, ta có thể sử dụng các công cụ điều chỉnh để định vị khung xương Biped

Để di chuyển toàn bộ khung xương, bạn hãy chọn nút có dạng hình thoi màu trắng

nằm bên trong khung xương chậu, nút này còn được gọi là COM, được viết tắt từ

center of mass (trọng tâm) Đầu tiên zoom lại gần khu vực xương chậu trong khung

nhìn Front Sử dụng công cụ Move để dịch chuyển trọng tâm COM theo trục ngang

cho trùng với trục giữa của mô hình lưới như minh họa trong hình 4-5

(Giảng viên trình chiếu hình 4-5)

10 Tiếp theo, trong khung nhìn Right, di chuyển trọng tâm COM để đặt khung

xương chậu vào giữa hông nhân vật như minh học trong hình 4-6

(Giảng viên trình chiếu hình 4-6)

11 Bây giờ, ta cần làm việc trên đôi chân của nhân vật chọn liên kết đùi trái của

khung xương, là liên kết có màu xanh dương (xem hình 4-7)

(Giảng viên trình chiếu hình 4-7)

12 Bây giờ, ta hãy click lên biểu tượng Symmetrical để chọn thêm bộ phận đối xứng (là khung xương đùi phải) biểu tượng Symmetrical nằm trên bảng cuộn Track Selection và trông giống như một hình người nhỏ với hai cánh tay màu trắng (xem lại hình 4-7)

13 Trên thanh Toolbar chính, chọn hệ tọa độ Local từ trong danh sách các hệ tọa độ tham chiếu Sử dụng công cụ Rotate, xoay chân nhân vật ra bên ngoài trong khung nhìn Front tương ứng theo góc xoay của chân nhân vật Bạn nhận thấy là chân phải của nhân vật cũng được xoay tương ứng (xem hình 4-8)

14 Trong khung nhìn Right, tiếp tục xoay cho khung xương trùng khớp với chân của nhân vật (xem hình 4-9)

(Giảng viên trình chiếu hình 4-8) (Giảng viên trình chiếu hình 4-9)

15 Khung xương đùi hơi dài hơn so với nhân vật sử dụng công cụ Scale để thu nhỏ chân nhân vật theo trục X sao cho khớp nối đầu gối trùng với đầu gối nhân vật Sử dụng hình 4-10 để tham khảo

(Giảng viên trình chiếu hình 4-10)

16 Trong khung nhìn Right, chọn hai liên kết bắp chân dưới theo như cách mà ta đã thực hiện với hai bắp đùi rồi xoay chúng cho khớp với mô hình lưới như minh họa trong hình 4-11 Thu ngắn hai khung xương bắp chân một chút

(Giảng viên trình chiếu hình 4-11)

17 Cô gái đang mạng đôi giày bốt có gót khá cao Ta hãy chọn hai khung xương bàn chân nhân vật và xoay chúng về phía trước như minh họa trong hình 4-12

(Giảng viên trình chiếu hình 4-12)

18 Tiếp theo, ta hãy xoay chân nhân vật quanh trục Y trong khung nhìn Front để cho lòng bàn chân tạo thành một góc nghiêng so với mặt đất như minh họa trong hình 4-13

19 Bàn chân cũng cần phải xoay quanh trục X để cho mũi giầy hướng ra ngoài cho phù hợp với góc nghiêng của bàn chân của mô hình lưới như minh họa trong hình 4-14 Phóng to hai bàn chân cho phù hợp với kích cỡ đôi giày

20 Chọn cả hai khung xương ngón chân trái và phải rồi xoay cho chúng nằm ngang bằng với mặt đất Sau đó, phóng to để cho chúng vượt quá khỏi bàn chân một chút như hình minh họa trong hình 4-15 Ta nên tạo các khung xuương sao cho

chúng vượt quá phạm vi mô hình một chút để công đoạn gắn kết được thực hiện chính xác hơn

(Giảng viên trình chiếu hình 4-13) (Giảng viên trình chiếu hình 4-14)

21 Bộ xương hiện có các khung xương xương sống quá dài so với thân mình của

mô hình lưới nhân vật của ta có đôi chân dài và thân mình ngắn Chọn tất cả bốn khung xương xương sống này (xem hình 4-16)

(Giảng viên trình chiếu hình 4-15) (Giảng viên trình chiếu hình 4-16)

22 Trong khung nhìn Right, di chuyển chúng vào giữa thân mình Thu nhỏ các liên kết được chọn cho vừa khít với mô hình lưới như minh họa trong hình 4-17

(Giảng viên trình chiếu hình 4-17)

23 Mô hình lưới có độ cong ở lưng nhưng các khung xương tại vị trí này hiện vẫn còn thẳng đứng bạn có thể điều chỉnh khung xương cho phù hợp với mô hình lưới bằng cách xoay chúng trong khung nhìn Right Đầu tiên xoay khung xương sống dưới cùng về phía trước như minh họa trong hình 4-18

24 Nhấn giữ phím Ctrl và click vào khung xương xương sống thấp nhất để thôi không chọn nó

25 Xoay các khung xương xương sống còn lại về phía sau, uốn theo độ cong của lưng nhân vật như minh họa trong hình 4-19

(Giảng viên trình chiếu hình 4-18) (Giảng viên trình chiếu hình 4-19)

26 Không chọn khung xương xương sống thấp nhất và tiếp tục xoay hai khung xương còn lại về sau như minh họa trong hình 4-20

Hình 4-20

27 Cuối cùng, chỉ chọn riêng khung xương xương sống cao nhất rồi xoay về trước

để cho các khung xương vai và đầu trùng khớp với nhân vật như minh họa trong

hình 4-21

(Giảng viên trình chiếu hình 4-21)

28 Cấu trúc mặc định của hệ khung xương Biped được xây dựng phù hợp với nhân

vật nam Do đó, hai bờ vai của khung xương có xu hướng rộng hơn mức cần thiết

đối với một nhân vật nữ chọn khung xương đòn gánh của bờ vai bên trái Click nút

Symmetrical để chọn tiếp khung xương đòn gánh bên phải

29 Bây giờ, ta hãy thu ngắn hai bờ vai của khung xương cho khớp với hình dáng

của nhân vật nữ như minh họa trong hình 4-22

Hình 4-22

30 Xoay bờ vai nhân vật xuôi xuống dưới một chút cho phù hợp hơn với mô hình

lưới (xem hình 4-23)

31 Chọn và xoay hai cánh tay, cũng giống như cách mà ta đã thực hiện với hai chân

(xem hình 4-24)

32 Thu ngắn hai cánh tay để cho khuỷu tay nằm cùng vị trí tương ứng với mô hình

lưới như minh họa trong hình 4-25

(Giảng viên trình chiếu hình 4-23) (Giảng viên trình chiếu hình 4-24)

33 Tiếp theo, ta cần chọn phần cẳng tay và thu phóng chúng sao cho hai cổ tay

trùng khớp với mô hình lưới như minh họa trong hình 426

34 Chuyển sang khung nhìn Right, tiếp tục xoay khung xương cẳng tay sao cho

khung xương khớp với bàn tay cảu mô hình lưới như minh họa trong hình 4-27

(Giảng viên trình chiếu hình 4-25) (Giảng viên trình chiếu hình 4-26)

35 Bây giờ, bạn sẽ làm việc với các ngón tay Bắt đầu với ngón tay cái Chọn các

khung xương của ngón tay cái và thu phóng chúng vào đúng vị trí với các khớp nối

của ngón cái trên mô hình lưới

36 Xoay các khung xương đốt ngón tay cái cho xuôi theo như tay của nhân vật

(xem hình 4-28)

(Giảng viên trình chiếu hình 4-27)

(Giảng viên trình chiếu hình 4-28)

37 Thu ngắn và di chuyển chúng cho phù hợp theo kích thước của mô hình nhân vật (xem hình 4-29)

38 Thu phóng và xoay khung xương đốt đầu tiên của ngón tay trỏ như minh họa trong hình 4-30

(Giảng viên trình chiếu hình 4-29) (Giảng viên trình chiếu hình 4-30)

39 Tiếp tục chuyển đến khung xương đốt thứ hai, đặt nó vào đúng vị trí như minh họa trong hình 4-31

40 Lặp lại tiến trình trên cho đốt cuối cùng của ngón tay

(Giảng viên trình chiếu hình 4-31)

41 Bây giờ, chuyển sang khung xương ngón tay còn lại dùng để điều khiển cùng lúc 3 ngón tay kết hợp Ta chỉ cần sắp xếp cho nó trùng khớp với vị trí ngón giữa là được (xem hình 4-32)

(Giảng viên trình chiếu hình 4-32)

42 Phóng lớn các đốt ngón cuối đẻ cho chúng vượt qua đầu mút ngón tay một chút như minh họa trong hình 4-33

(Giảng viên trình chiếu hình 4-33) (Giảng viên trình chiếu hình 4-34)

43 Chuyển sang phần đuôi tóc của nhân vật Trong khung nhìn Right, xoay và thu ngắn khung xương đầu tiên của đuôi tóc đến khoảng giữa của nó như minh họa trong hình 4-34

44 Tương tự, điều chỉnh liên kết thứ hai (xem hình 4-35) lưu file lại bằng lênh save

as, đặt tên là CharacterRig.max

Hình 4-35

4.2 Gắn hệ khung xương Biped vào mô hình lưới

Ta cần phải gắn khung xương Biped vào mô hình lưới bằng phép hiệu chỉnh

Physique trước khi làm hoạt cảnh cho chúng Phép hiệu chỉnh Physique được phát

triển đặc biệt dành cho các mô hình lưới hệ Biped và đã từng là một phần của

chương trình Character Studio khi nó còn là một plug-in riêng lẻ Bây giờ, phép

hiệu chỉnh Physique đã được tích hợp vào chương trình 3ds max Do đó, ta có thể

sử dụng nó cho các loại liên kết phả hệ khác, chẳng hạn như các khung xương

(Bone) và đường cong (Curve)

Sau khi có được hệ khung xương Biped với kích thước tương đương với mô

hình lưới, ta tiến hành gắn kết chúng lại với nhau

1 Chọn mô hình nhân vật rồi đi đến bảng lệnh Modify Chọn phép hiệu chỉnh

Physique từ trong danh sách thả xuống Modifier List như minh họa trong hình

4-36

(Giảng viên trình chiếu hình 4-36)

2 Trên bảng cuộn Physique, click vào biểu tượng nút Attach to Node

3 Chọn khung xương COM (có dạng hình thoi tại khu vực khung xương chậu) của

hệ khung xương Biped trong khung nhìn Nếu ta gặp khó khăn khi chọn nó trong

khung nhìn, nhấn phím H rồi double click vào vật thể Bip01 trong danh sách của

hộp thoại Pick Object như minh họa trong hình 4-37

(Giảng viên trình chiếu hình 4-37)

4 Hộp thoại Physique Initialization sẽ xuất hiện (xem hình 4-38) Click vào nút

Initialize để khởi động tiến trình gắn kết

(Giảng viên trình chiếu hình 4-39)

5 Mô hình lưới bây giờ sẽ có các đoạn thẳng màu cam chạy xuyên qua Đường

thẳng này thể hiện các liên kết của khung xương được gắn kết vào mô hình lưới

(xem hình 4-39)

Hình 4-39

6 Hệ khung xương Biped bây giờ đang tác động đến mô hình lưới Nếu ta chọn bất

kỳ bộ phận nào của hệ khung xương Biped và xoay nó, mô hình lưới cũng sẽ di

chuyển theo cùng Tuy nhiên, khi thử di chuyển khung xương bàn tay, ta sẽ thấy có

một số đỉnh của ngón tay không di chuyển theo (xem hình 4-40) Đó là do chúng

không nằm trong phạm vi ảnh hưởng của khung xương tương ứng)

7 Nhấn tổ hợp phím Ctrl + Z để hủy bỏ các thao tác điều khiển thử nghiệm vừa rồi,

đặt cánh tay trở về vị trí ban đầu của nó

(Giảng viên trình chiếu hình 4-40)

8 Click vào dấu cộng nằm bên cạnh phép hiệu chỉnh Physique trên danh sách

Modifier Stack và chọn cấp độ vật thể thứ cấp Envelope (khung bao) như minh họa

trong hình 4-41 Phép hiệu chỉnh Physique điều khiển việc ràng buộc các đỉnh thông

qua khung bao Mỗi liên kết khung xương có hai khung bao (lồng vào nhau) bao

quanh nó Nếu một đỉnh nào đó rơi vào phạm vi khung bao của liên kết nó sẽ được

ràng buộc với liên kết đó

(Giảng viên trình chiếu hình 4-41)

9 Click lên liên kết (đoạn thẳng màu cam) của cẳng tay bên trái nhân vật Khung bao của liên kết sẽ xuất hiện Tất cả các đỉnh nằm trong khung bao này sẽ được chọn có tô màu như minh họa trong hình 4-42

(Giảng viên trình chiếu hình 4-42)

10 Các khung bao trong 3ds max có hai loại tác dụng lên các đỉnh Bất kỳ đỉnh nào rơi vào bên trong khung bao sẽ được ràng buộc hoàn toàn với liên kết đó Các đỉnh rơi vào trong khu vực nằm giữa khung bao trong và khung bao ngoài chia sẻ các ảnh hưởng giảm dần cả hai khung bao đều có thể được mở rộng phạm vi nếu cần cách sử dụng các nút lệnh trên bảng cuộn Blending Envelopes Xác lập mặc định là Both, nhưng bằng cách click lên nút lệnh Inner (khung bao trong) hoặc Outer (khung bao ngoài), chúng ta có thể thu phóng các khung bao riêng lẻ một cách độc lập với phần cẳng tay này, ta hãy mở rộng cả hai khung bao bằng cách sử dụng công cụ Scale để bao bọc tất cả các đỉnh của cẳng tay như minh họa trong hình

4-43

(Giảng viên trình chiếu hình 4-43)

11 Bây giờ, ta có thể chuyển sang cẳng tay bên phải và mở rộng nó theo cách tương

tự Nhưng cách tốt nhất để giữ được tính nhất quán của mô hình lưới từ hai bên là tạo đối xứng khung bao Để tạo đối xứng khung bao cho cẳng tay bên phải, bạn chỉ cần click nút lệnh copy trong phần Edit Commands trên bảng cuộn như minh họa trong hình 4-44

12 Bây giờ, ta chọn cẳng tay bên phải rồi click nút lênh Paste Xác lập của khung bao ở phía bên trái sẽ được sao chép sang khung bên phải

13 Khung bao bản sao chỉ vừa được sao chép trực tiếp từ bên này sang bên kia chứ chưa phải là một bản sao đối xứng Ta cần phải click nút lệnh Mirror để tạo đối xứng cho khung bao bản sao vào đúng vị trí như minh họa trong hình 4-45

(Giảng viên trình chiếu hình 4-44) (Giảng viên trình chiếu hình 4-45)

14 Tương tự như cánh tay, bàn tay cũng gặp vấn đề tương tự zoom lại gần bàn tay trái, chọn các liên kết của 3 ngón tay kết hợp Sử dụng công cụ Scale để mở rộng cho chúng bao quanh các đỉnh tương ứng

Ta nên cẩn thận không nên mở rộng các khung bao quá xa để nó không ảnh hưởng đến các đỉnh của ngón trỏ (xem hình 4-46)

(Giảng viên trình chiếu hình 4-46)