Скелет и суставы
Главная Статьи и Медиа 3d анатомия человека Скелет и суставы
Скелет и суставы

Кинематика и форма в пластической анатомии

Начнём «разборки» с «венцом творения», буквально разобрав его по косточкам и соединив их в подобие наглядной кинематической схемы… Урок по анатомии человека для начинающих художников от Игоря Петунина.



 

В повседневной жизни мы редко задумываемся о том, как мудро распорядилась природа с «подручными» материалами, создавая нас с вами. Всё-то у нас к месту и всё согласованно! Мы двигаемся постоянно, работая и отдыхая, и обычно не отдаём себе отчёта в том, что любое, даже самое простое наше движение заключает в себе взаимодействие множества систем, идеально подогнанных друг к другу и тесно взаимосвязанных. Должен ли художник, изображая человека в динамичной позе, разбираться не только с побуждающими мотивами, но и с функциональными основами движения? Полагаю, должен, хотя бы в той мере, которая необходима для того, чтобы правдиво и узнаваемо передать, доступным и знакомым зрителю с детства языком жеста и позы, эти самые мотивы.

Как бы ни было сложно устройство объекта, всегда можно попытаться разбить его на составляющие, связанные друг с другом довольно простыми правилами взаимодействия. Человек не исключение.

Итак, начнём «разборки» с «венцом творения», буквально разобрав его по косточкам и соединив их в подобие наглядной кинематической схемы…

Думаю, следует отталкиваться от нашего «рубленого» манекена, представив себе на чём, собственно, базируются его грубые, но симпатичные формы.

Анимация 1. 3d модель мужского скелета, оснащённая элементами управления

Что же мы имеем?   

Около двухсот «статичных» косточек, соединённых с разной степенью свободы. Главное, косточки эти легко объединяются в относительно независимые друг от друга функциональные объекты, большинство из которых – парные…

Как видите, всё относительно просто! Используя возможности компьютера, я для наглядности объединил отдельные кости в иерархическую систему и снабдил элементами управления, чтобы иметь возможность подвигать получившуюся трёхмерную кинематическую схему.  Позже мы ознакомимся с внешним видом отдельных костей, а пока разберёмся, что же представляет собой иерархическая система и как она поможет нам в изображении человека.

Прежде всего, замечу, что количество и форма костей в мужском и женском скелетах одинаковы, хотя внешний вид этих скелетов, конечно же, отличается в силу половых особенностей упомянутых ранее.

Анимация 2. 3d модель женского скелета, оснащённая элементами управления

Чтобы не отвлекаться до времени на пропорции и конструктивные особенности человеческих костей и особенно суставов, спрячем косточки и  создадим усреднённую и упрощённую схему. Замечу, что, создав простую каркасную конструкцию, мы опосредованно коснулись одной из основных методик предварительных построений, помогающих правильно изобразить человека.

Иерархическая система строится на том, что отдельные элементы конструкции соединяются по принципу родитель — потомок или главный — подчинённый. Если проводить аналогии с ботаникой, то эта система напоминает дерево с корнем, стволом и ветвями. Главный объект это корень (у человека —  то, что в данный момент ближе к центру тяжести). Из корня вырастает ствол (у человека — хребет). Из ствола растут ветви (у человека — голова и конечности). На анимации ниже показано как человек движется, перебирая «ветками», а вместе с корнем (пятой точкой опоры :) ), движется и всё остальное...

Анимация 3. Анимированная кинематическая схема

Даже имея в схеме минимальное количество «суставов» можно  имитировать довольно реалистичные движения или смоделировать практически любую позу.

Поговорим, теперь, о внешней топологии костей и суставов.

Есть участки на теле человека, где кости хорошо различимы или без труда прощупываются, там они выступают основным формообразующим элементом. В других местах кости, так как к ним крепятся мышцы и сухожилия, участвуют в формообразовании опосредованно.

Что касается суставов, то они являются не только местом сочленения костей, но, иногда, и местом наибольшей деформации внешних тканей при движении. На собственном опыте я убедился, что именно этот момент вызывает наибольшие затруднения у начинающих художников. В суставах нас интересует, кроме формы, и реальная кинематика, то есть, оси и диапазон вращения или перемещения костей.  Если в собранной нами схеме свобода вращения в суставах ничем не ограничена, то в реальном человеческом скелете существуют чисто анатомические ограничения степеней свободы. Согласитесь, когда ножка куклы-марионетки гнется в направлении, противоположном ожидаемому, это смешно, но неестественный поворот конечности человека на изображении, претендующем на реализм, вызывает, по меньшей мере, удивление у зрителя.

Основное назначение данного проекта — служить своеобразным справочником для начинающих художников, и я постараюсь уделять больше внимания, как раз тем моментам, которые считаются наиболее трудными, из-за того, что упрощение «кинематики» может привести к ошибкам во время детализации изображения. Дело в том, что изменение взаиморасположения костей в суставах происходит под действием мышц, и движение в суставе иногда невозможно представить, как чисто вращательное или поступательное. В некоторых суставах взаимодействуют более двух костей, поэтому, наверное, лучше, всё-таки, вместо пространных объяснений, показать работу избранных суставов в виде наглядной 3d анатомической схемы, где форма костей близка реальной, а движение наглядно демонстрирует их взаимодействие.

Начнём с черепа.

В скелете головы один сустав (вернее два сустава, но действующие как единый). Рассмотрим движение в нём.

Анимация 4. Сустав нижней челюсти в движении

Как видите движение «открытие рта» нельзя имитировать одним вращением челюсти. Этот сустав имеет несколько степеней свободы, и кость одновременно и вращается и перемешается, проводя к специфическим изменениям формы. «Выпирание» легко прощупывается, и оно довольно явно при любом перемещении кости.

Движение самой головы, как и позвоночника, к которому она «крепится», также нельзя охарактеризовать однозначно. В простой кинематической схеме мы использовали для имитации движений спины и головы всего три сустава. Попробую наглядно пояснить, почему мы так сделали, хотя, как видно из анимации ниже, при движении одной только шеи «работают» целых семь суставов.

Анимация 5. Шея в движении

Дело в том, что позвоночник по степени гибкости можно разделить, как раз, на три части. Это поясничный, грудной и шейный отделы. Посмотрим на движения позвоночника, обратив внимание, как ведут себя позвонки в каждом из этих отделов.

Анимация 6. Движения позвоночника

 

Анимация 7. Сложение углов поворота отдельных позвонков

Движение в суставах позвоночника ограничено, но, складываясь, делает нашу спину достаточно гибкой. Можно заметить, также, что грудной отдел не столь гибок, как поясничный или шейный, что даёт возможность не учитывать движение его отдельных позвонков и рёбер при предварительных построениях, считая грудную клетку,  как и таз, и голову, отдельными объектами.

 

Продолжение следует...

GRANDIKOS


Grandikos Если Вам нравится сайт, а главное, статьи и обучающие материалы, на нём представленные... Вы можете стимулировать автора, бросив на его счёт любую "символическую" сумму, что, неизбежно, подвигнет его на дальнейшее проявление здорового альтруизма...
Кстати, если Вы, к тому же, вместе с "пожертвованием" оставите и комментарий, содержащий ВАШИ пожелания на будущее, то автор непременно учтёт их при планировании своей работы...


Счет на "Яндекс деньги": 41001131476679

Кошельки "WEB money":

Z148021440215
R515650544848


GRANDIKOS

2007—2017 © ТМИП | Все права защищены

К началу