Базовые этапы моделирования и визуализации объекта с деталями поверхности иллюстрируются на рис. 10.99. Вначале для создания общей схемы можно использовать каркасный рисунок объекта. Далее уровни поверхности заполняются в пределах контуров объекта, и получается визуализированное гладкое изображение структуры. Затем к внешним уровням добавляются детали поверхности. В контексте примера на рис. 10.99 детали поверхности включают такие элементы одежды, как швы, тиснение и текстура ткани, а также такие особенности кожи, как поры, родинки, веснушки. Увеличенное компьютерное изображение особенностей кожи данного персонажа показано на рис. 10.100, а на рис. 10.101 сымитированы особенности кожи более старого героя. Дополнительные примеры сцен, визуализированных с деталями поверхности, представлены на рис. 10.102.
Чтобы добавить к поверхностям детали, можно использовать различные методы, в том числе следующие:
Рис. 10.100. Детали кожи анимированного доктора Аки Росс из фильма Final Fantasy: The Spirits Within (перепечатано с разрешения Square Pictures, Inc. © 2001, FFFP)
Рис. 10.102. Сцены, иллюстрирующие компьютерную генерацию деталей поверхности различных объектов: а) кактусы с добавленными колючками и цветами (перепечатано с разрешения Деборы Р. Фоулер (Deborah R. Fowler), Пржемислава Прузинкевича (Przemyslaw Prusinkiewicz) и Джоанны Баттжес (Johannes Battjes), Университет Калгари. © 1992); б) ракушки с различными узорами и гофрированными поверхностями (перепечатано с разрешения Деборы Р. Фоулер, Ганса Мэйнхарда (Hans Meinhardt) и Пржемислава Прузинкевича, Университет Калгари. © 1992); в) стол с фруктами (перепечатано с разрешения SOFTIMAGE, Inc.); г) поверхностные узоры на шахматных фигурах и шахматной доске, полученные методами отображения текстуры (перепечатано с разрешения SOFTIMAGE, Inc.)
• поместить маленькие объекты, такие как почки, цветы или колючки, на большие поверхности;
• смоделировать узоры поверхности небольшими многоугольными областями;
• отобразить на поверхность массивы текстур или использовать процедуры модификации интенсивности;
• модифицировать вектор нормали к поверхности, чтобы создать локализованные бугорки;
• модифицировать вектор нормали к поверхности и касательный вектор к поверхности, чтобы отобразить направленные узоры на дереве и других материалах.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ПОВЕРХНОСТИ МНОГОУГОЛЬНИКАМИ
Простой метод добавления деталей к поверхности заключается в моделировании узоров или других характеристик поверхности с использованием многоугольных граней. Для крупномасштабных деталей моделирование многоугольниками может дать хорошие результаты. Некоторыми примерами подобных крупномасштабных деталей являются клетки шахматной доски, разделительные полосы шоссе, плитка линолеума, цветочные узоры и буквенные обозначения на боку грузового фургона. Кроме того, можно смоделировать нерегулярную поверхность с помощью небольших, случайным образом ориентированных многоугольных граней при условии, что грани не слишком малы.