《藝術教育》雜誌 2018-2 下月刊專業論壇

最新 03-20

Jesus Fernandez為我們展示如何製作一個像居家男一樣，可愛的毛茸茸3D角色

Jesus Fernandez

Jesus是一位在哥斯大黎加工作超過8年的3D藝術家。近年來他作為自由職業者參與諸多不同項目，從音樂視頻到為動畫開發並整理角色。

本教程將帶你領略一個嶄新的3D生物的建模並設計全過程。我們將從零開始，完成整個創建過程，直到最終效果——一個柔軟得讓人心動的小怪物，並與環境產生互動效果。為了打造這個3D小毛怪，我們將按照工作流程，完成基礎形體構建、製作毛髮、植入毛髮，並調整場景。

此外，你將有幸看到我通常為設計新角色而採用的設計流程，包括將參考圖像與渲染混合，以及如何重新編輯主體，以提高設計整體質量。

查找概念

設置場景

既然有了圖片，是時候設置相機和視角了。用Maya並非能輕易找到正確角度——我不得不稍微調整轉動眼球。此步要求製作場景中的基本形，並做出粗模。一旦有了基本形，我就會設置相機和視角。在你找到正確透視前，真的有必要花點時間做好它，因為這決定場景的最終成像及設計的成功與否。

基礎光的設置

現在開始設置燈光。在參考照片中我能看到場景頂部有作為主光源的亮區，所以我在那裡放了盞燈。一旦確定這個位置無誤，我還會在相機後添加另一物理光源，作為輔助光。為了現實起見，也為了將主體融入於場景及背景中，我通常會在背景畫面中添加頂燈，從而產生一點全局光照（GI）和一點環境光，為場景製造點昏暗光效。

角色構思

我希望角色能做同參考圖中人那樣類似的事，並與照片中的麵食相配合。我同樣想要結合我先前所做角色「秋天的老鼠蒂莫西」那樣的感覺。所以我決定設計一個真正的基礎角色來與場景互動——這是一團毛茸茸的小怪物，有著小細胳膊和兩隻小眼睛，甚至連腿都沒有，因為這個小傢伙總是站在櫃檯後面。

定義光源

我們很難一開始就能準確定義光源的尺寸及照明強度，所以我在場景背景的罐子處添加了一個金屬材質，以便根據金屬表面的反射更容易地計算出光源位置。

一致性測試

既然所有東西都框出了基本形，主要角色已就位，開始測試場景吧。我將所有模型放入場景中，沒有任何能見物造成投影，然後進行第一次渲染測試。為了測試比例、模型、光照以及相機角度，我在渲染和照片中進行混合，我發現背景板陰影里有個藍綠色調，我必須要抹掉它。

初步整理毛髮

準備著手毛髮了，我使用Core XGen軟體，雖然這些技術會與其他的毛髮生成器一同使用。製作毛髮事最重要的一步是做好動態以及外形輪廓。對於這種無需動畫的角色的製作，我比較喜歡使用卷捲髮。我會考慮此角色在移動或行動時會如何影響毛髮的走向以及動態的。這個特殊的小傢伙手裡動個不停，而且不時會有蒸汽籠罩，所以他的毛絨應該看上去厚厚蓬蓬的。

毛髮長度及輪廓

一旦有了頭髮的動態，我便著手框出其輪廓和長度。手部毛髮更短更多，而尖尖的小耳朵及腋下則有長長的毛髮。我還框出了眼睛及嘴部輪廓。

調整毛髮

現在我第一次生成毛髮並檢查其保真度及外觀。你初次製作毛髮時，其外觀往往要麼大堆結塊，要麼又過於平整，總是太多或太少。我先用一個低密度的測試，它不會過多覆蓋模型。我打斷了寬度連接，並用浮點設置隨機定義（最大浮點、最小浮點），以此來協助我控制頭髮，並添加寬度上的變數，從而使頭髮看起來更自然。由於這些毛髮效果可見，你可以調整它們的走向以及長短。

調整毛簇

下面開始梳理毛髮了，我在底層及靠近發梢處使用中等密度的短毛，以加強潤澤效果；我用高密度毛髮作為第二層，而且發梢鬆散開。我將每一簇毛髮做得比普通頭髮更厚，從而使它們看起來很粘，我希望還能有一些波浪形的頭髮增加凌亂感。我的小怪物看上去是這樣的，底層毛髮厚厚的，越到發梢毛髮越來越薄，毛尖還打著卷。

讓毛髮更卷更凌亂

一旦有了初步發簇形狀，我需要加點隨機性，這樣就會顯現更多細節。為了增加毛髮的生動性，我使用噪音調節器，本教程我還添加了低強度的捲曲調節命令，如此一來便能簡單模擬出毛髮上的水與油。為了使毛髮更凌亂，我使用了低級調節功能以增加第一層變化，發尖的變化效果要比髮根強得多，所以我重複4次使用1級強度，這意味著每一縷毛髮上的變化將以1級的最大強度從根部到頂部，重複運動4次。

修剪整理

現在我開始用修剪器來模擬毛髮在隨機參數下被剪斷、斷裂、剪短的過程，從而使邊緣呈現出更好的造型並能使外觀更逼真。我的按頭髮比例選取測試量，直到滿意為止。通常我會減去20%的發量，參數值按修理要求定。對於這個小傢伙，我給每根頭髮減少0.0至0.2個單位的發量。

美化外形

既然所有基礎調整已畢，開始重新梳理毛髮吧。現在我能看到毛髮將呈現的整齊度，外形已經很清晰了，但我仍需調整基礎梳理以便使每部分毛髮更有變化，或者更光滑、更結塊、更捲曲，或方向不同。任何時候都能理順毛髮，但既然各種調整功能都已齊全，最好還是現在制定毛髮的形狀。

如何判斷毛髮的長度

毛髮的輪廓和長度將會定義卡通人物的整個形狀，並且在毛髮的功能和外觀之間設置平衡。打破不規則長度形狀的平衡度，會使你的人物角色更加真實和個性。更長的毛髮區域也同樣會增加動感。

設置離散值

接著，我將使用一個表達公式來給噪音調節器自定義百分數。這個表達式的強度將決定有多少毛髮會收到噪音影響，為了獲得更靈活的毛髮捲曲效果，它可以為我自定義離散值。本教程中，為了使最終效果更別緻，我在修剪調節器上又增加兩個額外的噪音調節器。

組件測試

既然有了所有的調節功能，我開始做第二輪組件測試。這次我在相同設置進行毛髮梳理與渲染時，添加了一個基礎色，以便修正整體配色。我發現渲染與實際照片之間的混合存在一些問題，不過能看見光線在起作用。在Photoshop中，我用漸變調整了曝光，以便渲染時有更多光亮，從而能更好地融入場景中。這個模型不太好，所以我決定探索不同選項以使角色更出色。

角色探索

製作場景時，你自己要不斷探索與糾正，為了讓頭腦清醒，有時你甚至應該離開工作一會兒，以便用全新目光看待作品。製作一個項目從來如此，所以第一步就是嘗試不同方法並試著在場景中添加新元素。這裡我做了不同嘗試：加上圍裙、廚師帽；換了不一樣的嘴巴和面部毛髮，甚至為了搞怪讓它嘴巴貼張便簽紙。我真的好喜歡這種創作過程，我可以找到新思路來處理角色。最終，我決定採用圍裙和廚師帽，但為了適合圖片，我需要改變這個小傢伙的姿態，使其看起來更自然。

調整姿態

我讓姿態更靈活些，於是增加了手部動態，並轉動了身軀，為保持與照片上相同的基礎形狀，我使用背景板上的拉麵並混合渲染。我拉長了角色的耳朵，並分開它們來獲得更多動感，這也能使造型輪廓不像其他姿態那樣過於僵硬。

為帽子建模

為了製作帽子，我用了初級的工作流程。考參考了先前的構思，我在Maya里創建了基本形，調節參數後就能看出變化。我嘗試過好幾次，也失敗過，最終帽子位於雙耳之間，頭頂正中的位置，有個小牌牌以便看起來更輕鬆更酷。做好後我將模型導入ZBrush中製作細節，並用來一些面料的alpha通道，以達到最終外觀。

給圍裙建模

給圍裙建模需要更多時間和更大工作量。我直接在Maya里用基礎模型製作，並測試了它的梳理效果，畢竟圍裙會碰到角色身上的毛髮。我主要在低解析度多邊形上建造基礎形，設置針腳位置。在ZBrush中我決定增加高級別的細節，為了使圍裙看上去儘可能逼真，真是耗費精力。我採用了面料的alpha通道，並沿著針腳位置使用深雕筆刷Dam_Standard。我儘力把模型和圍裙表面材質做得很好看。千萬要記住，這些細節與毛髮一樣能增加角色的逼真感！

道具檢查

既然模型都建好了，該測試下它們是否能用，順便給角色的質量再潤潤筆。我同時導入圍裙和帽子，為了儘快查看直接用高模測試。我很喜歡這頂帽子但對圍裙不太滿意，主角還是缺點什麼，缺少些許代入感。我當然知道腦海中圖片的樣子，但我要在場景中讓它真實呈現出來。

該休息了

我們在創建時，常會意識到作品中少點什麼，或者你不確定該如何處理某個東西，這時我決定遠離現場，呼吸點新鮮空氣，而不是繼續耗在建模上。

重新設計角色

看過場景後，經過思考和休息，我決定把主要設計再重塑一遍，以便使這個小傢伙更加可親可信。而雜誌社正等著我呢，這無疑是個艱難抉擇，但我心意已決，這樣我便能努力解決此問題。我直接在ZBrush里修整設計，重新做了眼洞以使它看上去更友好些。我還決心加一個牙齒咧開的大嘴巴，然後重做了手部。主要形狀沒變，但現在更加有個性了，這下我更方便為這一新角色加點設計了。既然這麼喜歡它，那就乾脆把外形調整得更完美些吧。

重新拓撲

由於這個小毛怪現在有了嘴和更大的眼睛，我還得調整毛髮外形並定義毛髮的生長區域。角色的重新拓撲都是在Maya里完成的，因為我想控制好邊緣及套索的走向，以及用Maya 2017中的新工具為角色做動畫。

製作UV貼圖

我需要繪製出紋理，為此UV貼圖是很有用的——即使XGen軟體使用的是Ptex材質器，它仍然是一套好用的UV工具。結合Maya 2017軟體的第三次更新版本，速度快得驚人，用起來真是簡單。

Maya 2017 軟體中的UV工具

自從Maya 7以來，我一直討厭Maya中的UV工具，每當我不得不做UV貼圖時，我通常會用Blender軟體。但現在Maya 2017中已有針對UV貼圖的真正強大而且易用的工具了，我很喜歡它。

重新梳理毛髮

我用有梳理功能的髮捲來為這個新角色重新梳理毛髮。我重複大部分過程，但此次我花了更多時間在基礎毛髮的梳理上。我只選擇那些希望毛髮長出的面，留下眼部及嘴部沒選。我在毛髮的走向上工作得更加賣力，通過拉長眼睛上部毛髮的方法為角色添了眉毛，我也在實際要梳理的地方添加噪音，而不是簡單的調整。為了處理好兩耳之間的毛髮，我加長了頭髮並用部件刷（Part Brush）來塑形。為了細化外形，我減少眼睛及嘴巴周圍一圈生長區域的毛髮長度，我還使用了漸變效果，並讓長短毛髮間有個很好的混合。

導入調節器

我想使用原先的調節設置，所以我又回到舊的XGen場景並右擊每個調節器，點擊保存調節，並命名每個調節器。為了把它們導入新場景中，在調節器選項卡中，我點擊文件夾圖標並選則載入用戶。一個個導入這些已保存的調節器以便建立同原先那樣的效果。這次我在結塊調節器上創建了遮罩，以減少對面部的影響，這樣就能有更少的結塊，從而更加光滑起來。

創建小鬍子

我決定做另一部分先前沒用到的東西——小鬍子。這種毛髮最好用XGen中的嚮導來做，不僅更快完成而且效果很好。使用嚮導很容易——我只畫了一半的鬍鬚嚮導，然後重複向前那種隨機操作，以此來調整尺寸。一旦我找到喜歡的形狀就鏡像這些鬍鬚嚮導，這下便完成鬍鬚外形了。為了做細節，我使用移動嚮導工具來製造點不規則感。我用兩個結塊調節器、一個噪音調節器以及一個切割調節器以做出與毛髮相同款式的鬍鬚，再稍許做一點毛髮的離散。

開始著色

為了給毛髮著色，我需要為渲染系統創建一個自定義屬性，以此來讀取信息。於是我去預覽與輸出視圖中，並在自定義著色參數中使用root色彩來創建自定義色彩。接著我點擊屬性旁的選項創建貼圖。點擊筆刷圖標就能用Maya的三維繪圖工具為我的紋理做圖了。我讓角色參考狐狸的配色，如果你想要自定義紋理你可以用Mudbox 或者3DCoat這兩款軟體來生成Ptex貼圖，不過要記得覆蓋用Maya建的自定義紋理貼圖。

創建材質

這次渲染我用Redshift軟體，毛髮基礎材料幾乎完美，我只要做點反射光澤。我創建了一個RS屬性以便查看root的色彩信息。我將這些連接到Rshair公司的網路映射，並用乘/除節點連接傳輸色彩並改變乘除的值為1.5。最後我連接RS屬性查看RShair的擴散槽，並改變彌散值的權重到我滿意為止。

最終渲染

現在我要設置渲染組合，為了Redshift的光滑度，在渲染設置的選擇表中激活頭髮像素寬度，為了解決毛髮透明度並修復細分曲面，使毛髮更光滑同時也縮短渲染時間。為了設置渲染，我採用了最大樣本512並改變自適應的誤差為0.01，因為我希望渲染時幾乎沒有任何噪音。關於相機我設置了一個曝光攝像鏡頭和焦外成像鏡頭以模擬照片中的景深。

混合渲染和背景

最終渲染已就位，現在開始最後組合。首先我移除了色彩並儘可能保持背景乾淨，這樣才能做好背景的混合。我通常會嘗試移除色彩信息並使背景保持開始時的狀態，我混合了渲染並在前景上添加了一個遮罩，以免桌子與盤子受渲染影響。在場景中渲染意味著我得校正色彩，比如色彩的強度、飽和度以及圖片中靠近背景處的黑白點等。我在有些區域上放置了黑白調整，以助我修復那裡的渲染數值。

後期製造及效果