Глава первая. Часть 1-2

Стефани Рис. Анимация персонажей в 3d Studio Max
(Продолжение, начало см. http://vsesovety.info/node/312)
  
  Кости руки
  Кисть руки содержит двадцать семь костей, показанных на рис. 1.16. Восемь костей неправильной формы в основании кисти руки называются запястьем (carpal). Они аналогичны предплюсневым костям ступни. Ладонь руки состоит из пяти длинных тонких костей с закругленными концами, которые называются пястью (metacarpal) и аналогичны плюсне ступни. Наконец, пальцы, включая большой, образованы четырнадцатью короткими костями с прямоугольными концами, это — фаланги, они аналогичны фалангам ступни.
  Кости запястья
  Кости запястья собраны в кисть и соединены друг с другом на манер деталей китайской головоломки. Своими нижними концами они соединяются с пястью, а верхними концами с лучевой (radius) и локтевой (ulna) костями руки. Сустав, расположенный в основании большого пальца, имеет максимальную подвижность. Он включает в себя первую кость пясти и ладьевидную (navikular) кость кисти руки. Примерно такая же подвижность наблюдается в суставе, образованном основанием пятой кости пясти (относящейся к мизинцу) и головчатой (humate) костью кисти руки.
  
  Рисунок 1.16.
  Кисть руки состоит из запястья, пясти и фаланг
  Остальные кости пясти в местах соединения с костями запястья имеют малую подвижность или почти полностью неподвижны.
  Кости пясти
  Кости пясти образуют ладонь руки. Четыре из них, находящиеся непосредственно ниже четырех пальцев, не могут двигаться независимо друг от друга. Только первая кость пясти, относящаяся к большому пальцу, может перемещаться сама по себе.
  
  Совет
  Всегда помните, что на теле человека нет прямых линий. Любая часть тела немного изогнута, обладает определенной кривизной. Например, огибающие суставов согнутых в кулак пальцев представляют собой две дуги.
  
  Фаланги
  Фаланги образуют пальцы руки. Каждый палец содержит по три кости фаланг, а большой палец — только две. Заметьте, что кости пальцев убывают в размерах и несколько заостряются в направлении от оснований к кончикам. Форма этих костей определяет форму пальцев.
  Фаланги не могут двигаться из стороны в сторону (во всяком случае самостоятельно). Однако суставы между пястью и первыми фалангами пальцев таковы, что первые фаланги способны отклоняться из стороны в сторону, вращаясь вокруг закругленных концов костей пясти.
  Прямоугольные концы фаланг выступают в суставах с тыльной стороны согнутых в кулак пальцев. Концы костей пясти также видны с тыльной стороны ладони, когда рука согнута в кулак, но они имеют более закругленную поверхность, чем суставы пальцев.
  Внимательно изучите свою согнутую в кулак руку. Суставы пясти находятся не на одной линии, а образуют арку, идущую поперек тыльной стороны руки, как показано на рис. 1.17. Надо также заметить, что сильнее всего выделяются первые два сустава на втором и третьем пальцах, а суставы четвертого и пятого пальцев выглядят более плоскими. (На полных руках они могут быть либо вообще незаметны, либо на их месте могут даже образовываться ямочки.)
  
  Рисунок 1.17.
  Когда рука согнута в кулак, видно, насколько по-разному выглядят суставы пясти и фаланг
  
  В зависимости от индивидуального строения либо первый, либо второй сустав выступает дальше другого. Надо также заметить, что если кулак сильно сжат, кожа на тыльной стороне руки разглажена, а вены и сухожилия сдавлены. Два любых соседних пальца связаны между собой небольшой перепонкой. Перепонка между большим и указательным пальцами более заметна, она предоставляет большому пальцу достаточную свободу.
  Посмотрите на форму своей руки и обратите внимание, что, как и во всем теле, в ней нет прямых линий. При взгляде сбоку сечение руки напоминает сужающуюся вытянутую трапецию. Наружный край ладони тоньше того края, где расположен большой палец. Если положить руку на плоскость и приподнять большой палец вверх, можно заметить, что он начинается почти у основания ладони.
  Положите большой палец рядом с другими пальцами и отметьте, что его ноготь находится в иной плоскости, чем ногти остальных пальцев. Это происходит потому, что первая кость пясти присоединяется к кисти почти перпендикулярно остальным костям пясти.
  Посмотрите на вашу руку сбоку, со стороны большого пальца, отведя его в сторону и образовав фигуру, похожую на латинскую букву L. Обратите внимание, что в этом положении большой и указательный пальцы находятся в одной плоскости, как показано на рис. 1.18. На руке только указательный палец может лежать в одной плоскости с большим.
  Распрямите пальцы руки и приглядитесь к ним. Средний палец обычно длиннее остальных. Он не только имеет несколько более длинные фаланги, но и присоединен к ладони выше других пальцев. Таким образом, линия на ладони, проходящая через основания пальцев, представляет собой дугу, подобно многим другим линиям тела. Указательный и безымянный пальцы почти одинаковы по длине, они короче среднего примерно на половину фаланги. Самый маленький палец — мизинец — короче безымянно го на целую фалангу.
  
  
  Рисунок 1.18.
  В данном положении руки хорошо видно, что большой и указательный пальцы находятся в одной плоскости
  
  Еще раз вытяните руку и прижмите пальцы друг к другу. Заметьте, что пальцы лежат достаточно плотно, потому что их суставы расположены на разных уровнях и не мешают друг другу. (Какая великолепная природная конструкция!) Такое расположение суставов обеспечивается изогнутостью линии кромки ладони, а также различной длиной фаланг пальцев. Смотри рис. 1.19.
  
  
  Рисунок 1.19.
  Обратите внимание на взаимосвязь длины пальцев с кривизной кромки ладони руки
  
  Средний палец не только самый длинный, но еще и самый большой и прямой из всех. Остальные пальцы сужаются к концу, придавая руке овальную, а не прямоугольную, как у робота, форму. Помимо прочего, пальцы обычно слегка изогнуты по направлению к ладони. Попробуйте сделать пальцы совершенно прямыми, и вы почувствуете, как неудобно долго держать их в таком положении.
  Плоть ладони делится на четыре основные части, сравниваемые с подушками за их мягкость и выпуклость. Во-первых, это основание большого пальца. Округлая и упругая как мяч подушка является наиболее мощной частью этого пальца. Следующая часть ладони — это ряд маленьких подушечек, расположенных в основаниях остальных четырех пальцев. Две последние — внутренняя сторона ладони и ее пятка, находящаяся рядом с кистью под четвертым и пятым пальцами. Эти две части ладони самые ровные, и, когда большой палец прижимается к остальным пальцам руки, эти подушки практически полностью заслоняются двумя другими.
  Линии ладони созданы природой не только для того, чтобы предоставить нам возможность развлекаться хиромантией. Они позволяют руке сгибаться более естественно, как показано на рис. 1.20.
  
  
  Рисунок 1.20
  Обратите внимание на взаимосвязь длины пальцев с кривизной кромки ладони руки
  
  Взгляните на свою руку, согните и разогните пальцы. Жировые подушки сжимаются, сходятся вместе и накладываются друг на друга. Обратите внимание на линии кисти руки в основании ладони. Кожа здесь образует складки, чтобы обеспечить свободу движений.
  Соединения костей тела
  В местах соединения костей находятся суставы, это позволяет телу быть гибким и подвижным. Одной из наиболее распространенных ошибок художников-аниматоров является недостаточная гибкость тела создаваемых ими трехмерных моделей, которая не позволяет реализовать естественные движения. Если спина зафиксирована в прямом положении или согнута только в области диафрагмы, как бы вы ни старались, невозможно получить плавные и гибкие движения.
  Однако, если вы сделаете суставы слишком гибкими, движения тоже получатся ненатуральными — например, колени будут сгибаться в другую сторону.
  Существуют две основные категории соединений костей: непрерывные и прерывные, или суставы. В свою очередь суставы делятся на малоподвижные и свободнодвижущиеся.
  Непрерывные соединения
  Непрерывные соединения, например между костями черепа или груди, защищают жизненно важные органы, такие, как мозг и сердце.
  Малоподвижные суставы
  Малоподвижные суставы , образуемые, например, дисками хрящей, расположенными между позвонками, позволяют изгибать спину и придают ей арочную форму. Реализация указанной гибкости в трехмерной модели необходима для получения естественной плавности движений.
  Свободнодвижущиеся суставы
  Свободно движущиеся суставы подразделяются на несколько типов и обеспечивают подвижность тела. Вы должны отличать разные типы суставов, однако важнее всего знать, где применяется тот или иной тип суставов и каковы пределы его подвижности.
  Скользящие суставы , такие, как суставы кисти и лодыжки, закрепляются при помощи окружающих их связок, как показано на рис. 1.21.
  
  
  Рисунок 1.21
  Суставы лодыжки являются примером скользящих суставов
  
  Цилиндрические суставы располагаются в локтях и коленях и работают подобно дверным петлям, как показано на рис. 1.22. Они обеспечивают вращение сочленения костей только вокруг одной оси. Коленная чашечка (patella) сама по себе является плавающей костью. При сгибании колена она скользит вверх и сохраняет плоской поверхность сустава.
  
  
  Рисунок 1.22
  Коленный сустав является примером цилиндрического сустава
  
  Седловидные суставы находятся в местах присоединения больших пальцев к кисти и обеспечивают свободу перемещения костей по двум осям.
  Блоковидный сустав является разновидностью цилиндрического и представляет собой сочленение двух костей, обеспечивающее их движение по окружности в одной плоскости. Примером такого соединения является сустав между плечевой и локтевой костями (см. рис. 1.24).
  
  
  Рисунок 1.23
  Большой палец соединяется с кистью посредством седловидного сустава
  
  
  Рисунок 1.24
  На этой иллюстрации показан вращающийся сустав локтя
  
  Шаровидные суставы находятся в бедрах и в плечах. Они имеют максимальную свободу движения, как показано на рис. 1.25. Сферическая головка одной кости крепится и вращается в чашевидном гнезде другой.
  
  
  Рисунок 1.25
  Здесь представлен шаровидный сустав бедра. Сустав такого же типа находится в плече
  
  Пястно-фаланговые суставы очень похожи на шаровидные суставы, но отличаются отсутствием возможности вращения вокруг продольной оси костей, как показано на рис. 1.26. Они составляют первый ряд суставов пальцев руки (то есть соединяют пясть и фаланги).
  
  
  Рисунок 1.26
  На этом рисунке показаны пястно-фаланговые суставы пальцев, расположенные в местах присоединения пальцев так, что мы можем захватить и держать что-либо в руке. Смотри рис. 1.23.
  
  Эллипсоидные суставы — это модификация шаровидных суставов, в которой соединяемые поверхности имеют не сферическую, а эллипсоидную форму, как в суставах запястья. Они не обеспечивают столь широкого диапазона вращения, как шаровидные суставы.
  Каждый сустав имеет определенные границы подвижности. Чтобы ваша трехмерная модель могла двигаться естественно, необходимо указать положение осей, вокруг которых возможно вращение костей в суставах, и установить пределы перемещения этих костей. Каждый сустав должен быть настроен подходящим образом в соответствии с полом и физическим состоянием персонажа.
  Форма тела
  Первым шагом на пути моделирования персонажей с естественными для человека очертаниями и движениями должно стать изучение соотношений форм и размеров различных частей тела.
  Любой художник, начиная рисовать или лепить фигуру человека, должен ясно представлять себе ее основные пропорции. Соблюдение верных соотношений поможет вам избежать ошибок, придающих трехмерной модели неестественный вид, например, в результате наличия слишком длинных рук, делающих фигуру похожей на обезьяну. Ведь моделирование уродцев не является нашей целью, если, конечно, этого не требует ваш шеф или заказчик.
  Давайте разберемся, соотношения между какими размерами тела являются критическими. Как правило, размеры частей тела человека выражаются в единицах высоты головы (HL — head-length). Рост нормального взрослого человека лежит в диапазоне от 7,5 до 8 HL. Таким образом, размер головы модели всегда должен определять высоту тела. Однако величина указанного соотношения может изменяться в зависимости от расы, возраста или наличия физических отклонений. Изменение пропорций тела в зависимости от возраста показано на рис. 1.27.
  
  
  Рисунок 1.27
  На этой диаграмме показаны пропорции тел людей разного возраста, от ребенка до взрослого
  
  Основные пропорции человеческой фигуры
  При создании трехмерной модели должны учитываться различия между полами. Кроме наиболее очевидных отличий, связанных с полом, мужчины обычно выше, их плечи шире, бедра уже, и они, как правило, имеют на теле больше мускулов и меньше жира. Женщины в основном ниже мужчин, шире в бедрах и уже в плечах. Формы их тела обычно более сглаженные и округлые, чем у мужчин. Конечно, из любых правил имеются исключения. Вглядитесь в рис. 1.28 и поищите более тонкие различия в дополнение к перечисленным.
  
  
  Рисунок 1.28
  Мужская и женская фигуры имеют разные пропорции. Это необходимо учитывать при конструировании трехмерных моделей тел
  
  Ниже приведены некоторые простые соотношения, которые следует запомнить:

  Мышцы тела
  Сплетения мышц расположены по всему телу, они плотно окружают скелет и образуют мускулатуру. Мышцы производят усилия, приводящие в движение части тела. Каждая мышца подобна эластичному жгуту, который сокращается и расслабляется в ответ на приходящие нервные импульсы. Концы мышц соединены с костями при помощи плотных связок — сухожилий.
  Разные мышцы предназначаются для различных целей. Главные двигательные мышцы выполняют роль привода основных движений. Фиксирующие мышцы стабилизируют перемещения частей тела в ходе этих движений, а мышцы-синергисты поддерживают равновесие суставов, когда другие мышцы находятся в расслабленном состоянии. Совместная согласованная работа всех этих мышц называется тонусом тела.
  При сокращении мышцы рельефно выступают на поверхности тела. Например, когда бицепс тянет нижнюю часть руки вверх, сгибая локоть, он сокращается и бугрится под кожей. Если рука выпрямляется, бицепс снова становится плоским и малозаметным. (Если вы хотите увидеть максимально выступающие мускулы, посмотрите соревнования по бодибилдингу.)
  
  
Продолжение