Hair tufts and hair clumps, easy road named "Styling Hair" - Part 1

This week we are going to talk one more time about hair...but this time we are going to study some techniques that will let us to design hair for our characters in a simple and really really under control way.
Esta semana vamos a hablar una vez más sobre pelo... pero esta vez vamos a analizar algunas técnicas que nos permitirán diseñar el pelo de nuestros personajes de una manera sencilla y controlable.

Usually, when I look for tutorials over the internet I found some that tells you to comb the hair using splines to achieve the shape you want, but they don't go too far, it is a bit difficult to me.
Normalmente, cuando busco tutoriales en Internet suelen enseñarte que tienes que peinar el pelo mediante splines para conseguir la forma que quieres, pero no van más allá, me resulta un poco difícil.

So I looked for some technique that give me all the control over the design of the hair but with the thing I can control most...geometry, and that is what we are going to view...how to create hair styles that are geometry based.
Así que busque alguna técnica que me diese todo el control sobre el diseño del pelo pero con lo que yo realmente controlo...geometría, y esto es lo que vamos a ver, como crear diseños de pelo que están basados en geometría.

As always you have a video where you can see the result/example and the scene with the process.
Como siempre tenéis un video donde podéis ver el resultado/ejemplo y la escena con el proceso.

Here you have the video and the scene link.
Aquí tenéis el video y el enlace a la escena.

http://www.bone-studio.com/blog/26_11_09/clumpspart1.rar




So...let's start.
Bien...empecemos.

We are going to divide our progress in phases, and there is the...
Vamos a dividir nuestro progreso en fases, y aquí esta la...

Phase 1:

In this phase we are going to define the geometry that will give the form of our hair, you can see that we have to different geometries, with the first one (left) we are going to take a general geometry form and get from it various tufts of hair, and the second one (right) will be and stand alone tuft.
The difference between working with only one geometry for multiple tufts or one geometry per tuft is that you will get different physic reaction with your hair using the internal physics simulator or cloth hair simulation, also you can get more control over the shape your tufts gets if you use alone geometry for every tuft because they will get the shape of your geometry, that's why I used two different geometries...to illustrate that.

To achieve this geometry I've used the Topology tool of the Graphite Freeform Tools, so you can draw the form that you want, even if you use your head as “grid” you can draw exactly the shape that you want for your hair.

Make sure that under the object properties you uncheck the “Rendeable” option, you need to do this so the hair is rendered but the base geometry is ignored.

Fase 1:

En esta fase vamos a definir la geometría que dará la forma a nuestro pelo. Podéis ver que tenemos dos geometrías diferentes, con la primera (izquierda) vamos a utilizar una geometría genérica y vamos a sacar varios mechones de pelo, con la segunda (derecha) sera un mechón independiente.
La diferencia entre trabajar con una sola geometría para múltiples mechones o una geometría por mechón, es que conseguirás distintas reacciones físicas con el pelo cuando uses el simulador interno o cuando uses simulación de telas para pelo, ademas conseguirás un mayor control sobre la forma que tienen los mechones de pelo si utilizas una geometría independiente para cada mechón, porque cogerán la forma de tu geometría, por eso he utilizado dos geometrías distintas, para ilustrar esto.

Para conseguir esta geometría he utilizado la herramienta “Topology” de las herramientas freeform del set de herramientas “Graphite”, de esta manera puedes dibujar fácilmente la forma que tu quieras, incluso si utilizas tu cabeza como “grid”, puedes dibujar exactamente la forma que quieres para tu pelo.

Asegurate que en las propiedades del objeto desactivas la opción “Rendeable”, necesitas hacer esto para que el pelo sea renderizado y que la geometría de base sea ignorada.



Phase 2:

Now we have our base geometry...but we have it plain and we we'll need volume for our hair, not a lot, only a bit so it is a bit dense.
To do that I use the “Shell” modifier, also I don't want the bottom polygons of the shape because I'll extract the comb splines from the edges of the model, so I don't want the edges looped, I need to break it at the end of my hair, so I remove it,  after that I apply a turbosmooth to get the amount of vertical edges I'll need for my comb splines, subdivide the model as much as you want.
And this is it :)

Fase 2:

Ya tenemos nuestra geometría de base...pero la tenemos completamente plana y vamos a necesitar algo de volumen para nuestro pelo, no mucho, solo un poco para que sea un algo denso.

Para hacer esto utilizo el modificador “Shell”, ademas no quiero los polígonos del final de la geometría porque voy a extraer las splines, que utilizare para peinar, de las aristas del modelo, por tanto no quiero que estén en bucle (“looped”), necesito romperlos al final de mi pelo, así que elimino esas caras. Después aplicamos un “Turbosmooth” para conseguir la cantidad de aristas verticales que voy a necesitar para mis splines de peinado, subdivide el modelo tanto como quieras.

Listo.

Phase 3:

This phase is a one step only phase, you need to apply an Edit Poly over the stack, select the edges that will be your hair guides and extract it as a smoothed spline with the tool “Create Shape” inside the “Edit Edges” rollout.
In the picture you can see the splines as bone colored lines, but, obviously in max, if you don't activate the rendering in viewport/render you'll not see the splines as this.

As an important tip for this phase look at the picture carefully, you must get the edges until the last edge after it starts with the back part of the geometry, if you get more edges the splines will begin to cross, and we don't want it.

Fase 3:

Esta fase es de un paso único, tienes que aplicar un “Edit Poly” en el grupo de modificadores (“stack”), selecciona la aristas que harán de guías para tu pelo y extraelas como “smoothed spline” con la herramienta “Create Shape” dentro del desplegable “Edit Edges”.

Mira detenidamente la imagen relacionada con esta fase, debes coger las aristas hasta la ultima arista antes de que empiece con la parte de atrás de la geometría, si coges mas aristas empezaran a cruzarse, no queremos eso.

Phase 4:

This is another one step phase, but is as important as the prior phase.

We are going to “Make Planar” the faces that we are going to use for the grow of the hair, I do this because this way I can be sure that the direction of the hair is going to be the direction I want.

Fase 4:

Esta es otra fase de un solo paso, pero tan importante como la anterior.

Vamos a convertir en planas (con la herramienta “Make Planar” ) las caras que vamos a utilizar para el nacimiento del pelo, hago esto por que de esta manera me aseguro que la dirección del pelo va a ser la dirección que busco.

Phase 5:

Now we have our geometry base ready to go.
Let's apply the “Hair&Fur Modifier”, inside of it we go to the face subobject level, now we select the faces that we made planar...these faces will be the point of birth for our hair, we need to press “Update Selection” to reset the hair.
Now with the tool “Recomb From Splines” we give our hair the shape of our splines, at this point make sure that you configure the rest of settings of your hair as you want, but leave the multistrand parameter untouched, you can look inside the example file for my settings, but it's up to you.

Fase 5:

Ahora ya tenemos nuestra geometría de base lista para trabajar.

Aplicamos el modificador “Hair&Fur Modifier”.

Dentro de el vamos al subobjeto “faces” (caras), ahora seleccionamos las caras que queremos hacer planas, estas caras serán el punto de nacimiento de nuestro pelo, tenemos que apretar el botón “Update Selection” para reiniciar el pelo.

Ahora con la herramienta “Recomb From Splines” le damos a nuestro pelo la forma de nuestras splines, llegados a este punto asegurate de que configuras el resto de parámetros del pelo como quieras, pero deja el parámetro “Multistrand” sin tocar, puedes mirar en la escena de ejemplo para ver como lo he configurado yo, tu mismo.

Phase 6:

In this phase we are going to play a bit, in the first geometry (Left), with the styling tools.

The important thing here is the tools you use to give the hair a bit of shape, but there are two buttons that are really important.

If you select some guides and press the “Split Selected Hair Groups” you will get a bunch of guides that are independent from the rest, so you will get no interpolation between these guides and the others, here you have your first tuft, remember that you need to use the various styling tools to give shape to the hair, one more thing about the workflow, at first use the move tool to give the curve that you want, help yourself with the tool “Clump” but only a bit at a time, because it can collapse all your hairs, and when you are done use the tool “Puff Roots” to give volume to the hair.
When you are finished you are ready to go.

Fase 6:

En esta fase vamos a jugar un poco, en la primera geometría (Izquierda), con las herramientas de estilismo (“Styling Tools”)

Lo importante aquí son las herramientas que usas para darle al pelo un poco de forma, pero hay dos botones que son realmente importantes.

Si seleccionas algunas guías y aprietas el botón de “Split Selected Hair Groups” tendrás un grupo de guías que son independientes del resto, así que no tendrás interpolación entre esas guías y las otras, aquí tienes tu primer mechón.

Recuerda que necesitas utilizar las distintas herramientas para darle forma al pelo.

Una cosa mas acerca del flujo de trabajo, al principio usa la herramienta “Move” para darle la curva que buscas, ayudate con la herramienta “Clump”, pero poco a poco, porque puede colapsar todo el pelo, y cuando lo tengas como quieres utiliza la herramienta “Puff Roots” para darle mas volumen al pelo.

Cuando hayas terminado ya estarás listo para continuar.

Phase 7:

In this phase we will review the parameters of the hair and now we can configure the “Multistrand” parameters so we get dense hair.
It's better to do this now so you can style/comb the hair viewing the 100% of the hairs with little performance impact.

And now our hair is ready!

It's easy.

We have just one phase more.

Fase 7:

En esta fase repasamos los parámetros del pelo, ahora podemos configurar los parámetros de “Multistrand”, así conseguiremos un pelo mas denso.

Es mejor hacer esto ahora para que puedas peinar y estilizar tu peinado viendo el 100% de los pelos, de esta manera tendrás muy poco impacto en el rendimiento.

Nuestro pelo esta listo!

Solo nos queda una fase mas.

Phase 8:

We are going to setup the internal physics, do that as we did in the feathers tutorial, configure like you want but think that if you use a low value in “Stiffness” you will loose your styling.

Simulate it in “Precomputed” mode and you are ready to render!

Fase 8:

Vamos a preparar las físicas internas, hazlo como hicimos en el tutorial de las plumas,

configúralo como mas te guste pero piensa que si utilizas un valor muy bajo en “Stiffness” perderás el estilo de tu pelo.

Simula en modo “Precomputed” y todo está listo para renderizar!

Ending:

In the next post I'll use this scene too, I'm going to explain how to setup the Cloth simulation to simulate the hair dynamics, you'll get a lot more control over the simulation and it is a lot more stable, at least in my experience.

If you need any clarification, don't hesitate, ask in the comments.

Happy styling to all!

Final:

En el siguiente post utilizaremos esta escena también. Explicare como configurar la simulación de telas para simular dinámicas de pelo, tendrás mucho mas control sobre la simulación y es mucho mas estable, al menos en mi experiencia.

Appendix A:

If you are using the p_HairTK shader (as in my scene) there are some parameters that I encountered problematic with the hair animation, these parameters are “Saturation Variation”, “Color Variation” and “Gain Variation”, make sure you leave this parameters to 0.0, if you don't do that you'll get some flicker on your render.

Apéndice A:

Si estas usando el shader p_HairTK (como en mi escena) hay algunos parámetros que he encontrado problemáticos con la animación del pelo, estos parámetros son “Saturation Variation”, “Color Variation” y “Gain Variation”, asegurate de dejar estos parámetros a 0.0, si no lo haces obtendrás parpadeos/flicker en el render.

Note:

The FurBall Scene is not in the example scene, if you want it just tell me and i'll post the link.


Nota:
La escena de la bola de pelo no esta en la escena de ejemplo, si la quereis, simplemente decidmelo y pondre el enlace.