Bierhanzlova mast, pro muže všech kast. A nebo taky Hair… - 3D grafika - 3Dscena.cz: 3D grafika jako na dlani

5. ledna 2006, 00.00 | Ten bychom také mohli použít, ovšem s několika zásadními rozdíly. Jednak nebude potřeba vajec, a to ani slepičích, a také máme zaručený výsledek. Alespoň virtuální, ono to je ale možná lepší, vždyť už tak jsme krásní až moc. Co ale budeme potřebovat určitě, je Hair, nový modul pro CINEMU 4D R 9.5.

Bylo nebylo, pluginu Shave and HairCut a Joea Altera, jeho autora. Autor šikovný, problematiky znalý, ale coby obchodník a vývojář poněkud liknavý. Než tedy čekat až se ledy hnou, vzal Maxon věci do svých rukou a připravil pro nás vlastní řešení tvorby vlasů, chlupů, travin, či pírek holuba, modul Hair. A jak že vypadá, se dnes podíváme.

Obecné informace
Hair je samostatně prodejným modulem vyvinutým Maxonem určeným pro CINEMU 4D R 9.5. Hair se v mnohém podobá Shave and HairCutu, v mnoha ohledech jej ale poměrně zásadně předčí a tak není pochyb o tom, že jde o nástroj silnější jak SaH.

A kdepak Hair najdu?
Co se mi na SaH skutečně nelíbilo, bylo jeho uživatelské rozhraní, tedy samotná editace cest vlasů. Pokud jsme totiž zvolili nástroj pro úpravu vlasů, tak se otevřelo nové editační okno zcela nezávislé na CINEMĚ 4D, ve kterém jsem vytvořili požadované úpravy a pak jsme celek museli „přehodit“ zpět do C4D. Trochu těžkopádný systém, nemluvě o tom, že se velmi složitě definovaly některé parametry díky tomu, že prostě neměly vstupní pole pro přímé zadání hodnoty. Těch drobných nepříjemností měl Shave vícero (třeba příliš nepodporoval efekty typu radiozity, nebo se poměrně dlouho renderoval a měl často problémy se shadery). To vše s modulem Hair odpadá. Hair je plnohodnotným produktem Maxonu a tak je zcela implementovaný do rozhraní programu, snadno jej lze animovat kde si jen vzpomeneme, lze jej řídit pomocí XPressa, prostě lze s ním plnohodnotně pracovat. A to je asi nejdůležitější.
Tím jsme si vlastně odpověděli na to, kde Hair najdeme. Všude tam, kde jsme zvyklí. Je samozřejmě v menu Hair programu, ale jinak jsou jeho objekty ve Správci objektů (objekty vlasů a per), na stejném místě jsou i vlastnosti modulu, třeba vlastnosti světel či kolizních objektů. Ve Správci materiálů najdeme Hair shader, tedy příslušný materiál vlasů, v XPressu najdeme uzly efektu, v nastavení renderingu parametry výpočtu. Prostě všude tam kde bychom Hair očekávali, tam také je…

Co víc než Hair
Kdybychom si měli v několika mála větách Hair představit, tak by to mohlo vypadat asi následujícím způsobem. Hair je oproti Shave and HairCutu neuvěřitelně komplexní nástroj, který má větší možnosti, který ale také stojí možná více trpělivosti a odhodlání. Jedná se o to, že Hair nedostal do vínku to co třeba Sky shader či Sketch and Toon, tedy různé stupně ovládání a tak se jím od začátku musíme protloukat v jeho plné síle, což je, ruku na srdce, někdy trochu neefektivní. Pokud se s tím ještě spojí snad prozatímní neexistence předdefinovaných materiálů (on se jistě někdo najde, kdo se do toho pustí a pomocí Prohlížeče obsahu nějaký ten obsah připraví – a už připravil, právě jsem to zjistil, první knihovnu najdeme na webu Maxonu), tak začátečník má občas problém se vyznat. K pozitivům (těch je většina). Vlasy jsou velmi dobře definovatelné, škála nástrojů je podstatně širší a samotné nástroje jsou výkonnější jak u SaH, materiály jsou velmi komplexní, někdy až moc, třeba odlesk je řízen třemi hlavními odlesky, které se vzájemně ovlivňují a ty ovlivňují barvu pomocí celého klasického spektra interakce vrstev. Když se do toho ještě zamíchá kanál zadního prosvětlení a nastavení iluminace vlasů, pak taková úprava odlesku a věcí s tím souvisejících je pro nezkušeného uživatele docela rébus, protože v takovém případě už samotný náhled materiálu nestačí.
Porost se vždy definuje na zadanou oblast polygonů a nebo hran, v případě že nemáme vybrané nic, pak na celý objekt. Pozitivní je, že jsou podporovaná i primitiva. Když použijeme nástroj pro tvorbu porostu, tak se vytvoří ve Správci objektů nový objekt vlasů, který v sobě skrývá hlavní parametry vytvářené porostu co se editace i renderu týká.
Některé nástroje editace cest vlasů SaH byly, lehce řečeno, dost krkolomné, hlavně výběry a také případně numerické zadávání různých hodnot. Pokud tedy někdo má se SaHem nějaké ty zkušenosti, pak bude u Hairu velmi příjemně překvapený. Výběrové nástroje jsou výborné a vycházejí ze škály klasických polygonových výběrových nástrojů (to platí i pro přímý výběr a spol.). Stejně tak skvělé jsou nástroje pro editaci samotnou, včetně mnoha fíglů a vymožeností, které jsou opravdu dost dobré. Například to, že lze editovat vlasy při aktivní simulaci kolizí vlasů s objekty. Řekněme, že tak polovina příkazů je interaktivních, přímo „malovaných“ do vlasů, druhá polovina je zadávána pomocí příkazů standardní cestou C4D s tím, že se opravdu masivně využívá řídích křivek, které precizně řídí průběh ovlivnění příkazu vzhledem k délce vlasu.
Velmi pěkně se chová dynamika, je rychlejší jak u SaH a hlavně přesnější. Docela často se mi stávalo, že mi z mně neznámého důvodu sem tam nějaký ten vlásek propadával objektem. Tohle jsem u běžných příkladů s Hairem zatím nezažil.
Hair je standardní modul, tedy vše co není neoznačené lze animovat. Tedy skoro všechno. A to je také plus. Těch šumivých plusssss nám nějak přibývá :-). Na skladě jsou ale i další. Render efektu je poměrně svižný, podporována je většina světel a stínů, efekt podporuje radiozitu (příjem) a když už se s ní nepočítá, tak jí alespoň „nepřekáží“. Renderovat lze vlasy do vrstvy a také je podporována většina běžných post efektů.
Co je ale opravdu výborné je technologie tzv. fill hair, tedy výplňových vlasů. Ty sice mají jistá omezení u raytracingu, ale jinak jsou skvělé, protože za zlomek času umožní render pravdu realisticky zarostlé hlavy.

Objekty
Hair nám poskytuje v zásadě jen dva jediné objekty. Ale ono to stačí. Těmito objekty jsou Hair a Feather. Česky řečeno vlasy, chlupy a podobné svědící předměty a ještě více svědící pírka, pera i orlí letky. Oba objekty jsou poměrně dost rozdílné, rozdílně se editují a také používají rozdílné „základy“. Zatímco Hair využívá nějaký polygonový objekt, Feather pracuje s křivkou, podél které jsou rozvinuté „chloupky“ pera. Oba však používají stejný typ materiálu, hair shaderu, což je ostatně jediný typ materiálu, který lze u Hairu principielně vytvořit.
Objekt Hair je podstatně složitější jak Feather a obsahuje slušný arzenál záložek, které ovládají dosti podstatné parametry a to od zobrazení vlasů v editoru (cesty, interpolované vlasy a podobně), umístění generovaných vlasů, typ renderu vlasů, výplňové fill hair, dynamiku, objekty modifikátorů částic, které budou vlasy ovlivňovat a tak dále.

Feather naproti tomu slouží k přesnému definování rozmístění jednotlivých chloupků pera, k definování mezer v nich, stáčení, rotaci a podobně.

Rozhraní
Rozhraní je klasické CINEMĚ 4D R9.5. Pokud tedy Hair vlastníme, pak máme v hlavním menu programu také položku Hair obsahující hlavní skupiny příkazů modulu. Říkám skupiny záměrně, protože poměrně dost nástrojů je asociovaných do skupin a tak jistě nebude od věci si vytvořit vlastní paletu a případně i rozhraní pro práci s Hairem.
Ve výše zmíněném menu najdeme vše, co k modulu patří (včetně zmíněných objektů). Musíme ale pamatovat na to, že třeba výběrové nástroje modulu patří jen a pouze vlasům a nelze je používat ve standardní C4D. To samé platí ale i obráceně a než jsem si na to zvykl, byl jsem notně umezerníkovaný k smrti (ono mlátit do mezerníku, abych zapnul výběrový nástroj nestačí, pokud ten nástroj nepracuje s tím, na čem dělám, že)…

Výběrové nástroje
Budu se opakovat, ale výběrové nástroje jsou určené jen a pouze Hairu, nelze používat standardní nástroje C4D. Nejdříve ale musíme zadat, co chceme vybírat. Můžeme tedy definovat elementy výběr. To mohou být vrcholy, kořeny, všechny body cest vlasů, vertexy… Tohle je poměrně důležité, protože jeden z nejsilnějších nástrojů vlasů Brush pracuje podobně jako Štětec C4D, tedy můžeme definovat úbytky, vliv atd. a pak je samozřejmě podstatné s čím pracujeme. Ono pokud vybereme jen vrcholy cest a použijeme Brush, tak výsledek nebude nic moc, pokud ale vybereme body cest, pak budeme podstatně spokojenější. K výběrovým nástrojům patří také možnost měkkého výběru pro rychlejší editaci a také definování symetrie výběru. To je vlastnost, kterou jsem u SaH opravdu zásadně postrádal…
Ha, málem jsem zapomněl. Nebylo by výběru, kdybychom neměli k ruce sofistikované nástroje pro rozšíření výběru, zúžení, inverzi, skrytí, uzamčení, prostě celou řádku dost užitečných věcí (které v SaH také nebyly, kiš).

Editační nástroje
Editační nástroje mají samozřejmě svého vládce, který trhá dětem kytičky a vůbec je na ně ošklivý. Ale také je silný, již jsme se zmínili, že se jmenuje Brush. A jelikož je to už třetí štětec v C4D, tak v tom začíná být docela chaos. Brush je, jak jsme si asi zvykli, opět jen branou k dalším volbám a slučuje v sobě podobně jako jeho kolega z jádra C4D více nástrojů. V případě modulu Hair devět. Tyto nástroje-režimy ovlivňují vzhled vlasů podle zadaných úbytků a síly. Definovat můžeme také vliv pera tabletu, omezení na výběr, u zamčení na výběr a tak dále. Najdeme tu také již výše zmíněnou volbu kolize s objekty při editaci porostu. A jaké jsou režimy štětce? Najdeme zde místní posun, vyhlazení, roztřepení, zmenšení, narovnání, zkroucení, stočení…
Brush pracuje pouze v místním měřítku poloměru nástroje. K dispozici máme také „globální“ nástroje, které často řeší trochu jiným způsobem podobnou problematiku. U nich jsou většinou parametry definované funkčními křivkami a tak je definice působení velmi přesná. Křivky se totiž vztahují k vlivu nástroje k délce vlasu a tak jsou naše možnosti velmi bohaté. Z těchto nástrojů můžeme jmenovat nástroj pro stočení vlasů (Curl), nůžky (Cut), protože bez nich se obejít nemůžeme. U nůžek navíc lze vlasy „oříznout“ pomocí jakéhokoliv polygonového objektu. Samozřejmě najdeme zde nástroj pro posun, rotaci vlasů okolo kurzoru či kořene vlasu, Comb pro sčesání vlasů v nějakém směru, nástroj pro stažení vlasů do pramene Clump, nástroje pro narovnání, zatočení, prostě nástroje na co si vzpomeneme.

Hair shader
Při vytvoření nových vlasů se vytvoří také nový materiál, Hair shader (jen tak mimochodem se nevytvoří při tvorbě pera). Tento materiál je dost komplexní a obsahuje tuším devatenáct kanálů definujících jednotlivé parametry porostu, přičemž leckdy jsou jednotlivé kanály dost propletené a tak z počátku hledat kde je chyba, je o život.
Co můžeme definovat? Od barvy vlasů po délce, kořínku i vrcholku, různé typy odlesků, přes prosvícení vlasů zezadu, tloušťky, roztřepení, zcuchání, zkroucení, zvlnění, tvorbu pramínků mastných vlasů, deformaci, ohnutí, hustotu až po iluminaci. Upřímně jsem ani neměl příležitost všechny kanály vyzkoušet :-).
V mnoha kanálech definujeme průběh efektu po délce vlasu pomocí funkčních křivek a to často i ve více směrech, využívat můžeme všechny využitelné shadery C4D, textury a podobně. Komfortnost práce je v tomto ohledu s SaH neporovnatelná…
Již jsme zmínili, že materiál je typově stejný s pírkem i vlasy, ale je nutné upozornit na to, že se v případě pírka materiálu může trochu jinak mapovat a pak má hlavně barva trochu jiný vliv…

Rendering a vlastnosti modulu
Začneme těmi vlastnostmi. Ony totiž jsou dost podstatné a některé z nich musíme požívat ať chceme a nebo ne. V prvé řadě je to vlastnost kolize objektu s vlasy, jak jinak. Pak to jsou vlastnosti pro světla, kdy můžeme definovat typy stínů apod. nezávisle na globálním nastavení renderingu. Zajímavá je také vlastnost Constraint, kterou lze upoutat vlasy na jakási pomyslná vlákna k nějakému objektu. Mimo to najdeme vlastnosti pro výběry, materiály, vertexy a podobně…
V nastavení renderingu se nás nic moc nepřekvapí, můžeme zde definovat nastavení světel a stínů (ty se ale také nastavují pomocí jednotlivých vlastností, které můžeme objektům přiřadit), přiřazených světel efektu ( platí totéž) a podobně.

Drobnosti co jsem v textu zapomněl
Hair samozřejmě umí generovat z vlasů křivky, stejně tak to lze i obráceně. Ale je toho víc, co jsme neřekli. Třeba to, že Hair obsahuje i vlastnost dynamické kolize křivky s tělesy. Tedy objekty musí mít nastavenou vlastnost kolize a křivka samotná s nimi koliduje.
Vlasy můžeme přímo malovat na povrch objektu, musíme ale pamatovat na to, že se tak automaticky přepneme do specifického modu, ve kterém nejsou aktivní fill hairs. Můžeme tak ale velmi snadno například obohatit trávník o sem tam roztroušené trsy jiné traviny, či při globální scéně krajinu o stromy. Ono totiž můžeme pomocí funkční křivky tloušťky vlasu generovat jakýkoliv tvar, třeba obrys stromu a ten pak můžeme umístit kam chceme.

Odrazivost

Omezení
Omezení se vztahují hlavně k renderingu, jak jinak. V prvé řadě jsou vlasy volumetrickým efektem, nedají se tedy kombinovat s jinými volumetrickými efekty jako PyroClusterem a nebo volumetrickými mraky Sky shaderu. Zůstává tu také problém s efektem DoF, což ale není chyba hairu, jako zastaralosti tohoto efektu (zajímalo by mne, co na to ZBlur). Vyskytují se také jisté problémy s plošnými stíny, ty se sice vypočítají, ale nejsou zrovna korektní (jsou jakoby odříznuté od objektu). Obecně nejsou podporované. Výplňové vlasy mají jistá omezení s raytracovanou složkou renderu.

Shrnutí
Hair se mi jednoznačně zamlouvá, ale to je asi vidět. Kladem je jeho rychlost, výčet nástrojů, komplexnost materiálů, velmi dobrá dynamika, možnost animování skoro všeho. Je prostě velmi dobrý. Potěšený jsem byl také slušnou spoluprácí s radiozitou, kterou (mimo režimu raytrace v nastavení renderingu modulu) do výpočtu nezahrne, ale neklade jí žádné překážky. Lze ale také nastavit aby vlasy radiozitu přijímaly a to je velmi příjemné zjištění.
Přesto vše mám dvě drobné výhrady. V prvé řadě to, že nelze jako v SaH generovat „volume instance“, kdy jsme mohli použít jako „vlasů jakýkoliv objekt. Vlastně se jedná o stejnou problematiku, kterou řeší i Samir Kharchi ve svém DPITu.
A za druhé mi trochu vadí to, že Maxon nepřipravil různé stupně ovládání a preciznější nápovědu ve stavovém řádku. Jednou jsem něco nechtěně změnil, poměrně zásadního a dost dlouho jsem díky komplexnosti modulu hledal zakopaného psa. Myslím že u některých opravdu zásadních změn nastavení by měla být upozornění podstatně důraznější (a vím, že jsem podobný problém neměl sám).
To je ale všechno. Podtrženo, sečteno, Hair je výtečný nástroj.

Poznámka: vzhledem k tomu, že jsem připravoval recenzi i pro jedno tištěné medium jsem musel použít obrázky které jsem připravil jedné z recenzí, tedy většina zde uvedených příkladů pochází z knihoven modulu.