12世纪蒙古武士写实角色制作:ZBrush、Marvelous Designer、XGen 与 Arnold 全流程

AI3D 发表于 3 周前 浏览 1 分类 创作分享

Creating Realistic Character Inspired By 12th-Century Mongolian Warriors

介绍

我是 Sands Kopaei,一名在游戏行业工作的 3D 角色艺术家。多年来我参与过的项目包括《WWE 2K26》、《Apex Legends》、《星球大战 绝地:幸存者》、《PGA Tour》、《暗黑破坏神:不朽》、《看门狗:军团》和《看门狗 2》。 

我于 2014 年在加拿大安大略省多伦多的乔治布朗学院游戏艺术专业开始了我的 3D 艺术之旅。我的第一份行业工作是在 2015 年,当时我还在学校,从那时起,这些年来我一直稳定地参与各种游戏和类型的制作。工作之外,我大部分时间都在上课、做个人项目,并不断督促自己学习和提升与角色艺术相关的各种软件的技能。

Creating Realistic Character Inspired By 12th-Century Mongolian Warriors
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开始

从小到大,我一直对古代和中世纪时期着迷,尤其是远东地区。这件作品的灵感来自一些我最喜欢的小说、剧集和游戏,比如《三国演义》、Netflix 的《马可·波罗》以及《对马岛之魂》。对于这件作品,我心里有几个目标;我想看看自己能在 ZBrush 中把雕刻质量推进到什么程度,并尝试离线渲染。鉴于我的大部分专业经验都在实时渲染领域,使用 Maya 的 Arnold 这类渲染器的想法是一个非常有吸引力的挑战。我的次要目标是进一步熟悉 Maya 的 XGen,以完成所有所需的毛发梳理,并使用 Marvelous Designer 来模拟刚性部件之间的布料。

建模

我总是从搭建大块形体(blockout)开始制作角色。在这一阶段,我会仔细研究概念艺术和/或任何相关的参考素材。就这个角色而言,我并没有遵循任何特定的概念艺术,因此这个 blockout 也充当了设计阶段。blockout 的主要目标是规划出设计、服装、盔甲等。目标是能够对角色有一个整体视角,以便规划建模阶段。重要的是要让 blockout 保持松散和快速;你不想在这个阶段花太多时间,因为它是会被丢弃的工作。

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在满意设计之后,我以粗模作为参考开始建模。我的建模流程分为 3 个独立类别:

  • 不需要布料模拟的资产;
  • 需要布料模拟的资产;
  • 毛发(Grooms)。

我总是先建模那些不需要模拟的部件,因为在模拟过程中我可能需要将这些部件用作碰撞对象(例如:与他腰间垂挂布料重叠的腰带)。把毛发梳理留到最后,以确保头发/毛皮发丝贴合角色的所有部件。 

我的一般工作流程包括在 ZBrush 中使用遮罩从粗模中提取几何体,随后使用 ZRemesh 获得干净拓扑。然后我使用 ZModeler 笔刷按需修改拓扑、添加厚度和折痕。一旦对基础几何体满意,我就添加细分级别并雕刻细节。我经常在 ZBrush 中使用图层,将次级形体和高频细节分开,以便之后在贴图和渲染时拥有更多控制。

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提示:在雕刻阶段,我经常使用临时 UV 来将细节精确地应用到模型上。例如,头盔上的金色细节是通过为基础头盔创建圆形 UV 贴图完成的。然后我在 Photoshop 中将细节 alpha 复制并排列到头盔的 UV 布局上,创建黑白遮罩,并在 ZBrush 中将其作为纹理应用到头盔上。接着我使用 ZBrush 内部的按强度遮罩功能,然后使用按遮罩生成多边形组功能。之后隔离包含所需细节的多边形组,删除隐藏部分,并继续进行 ZRemesh 以及上述其余标准流程。

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所有服装部件均在 Marvelous Designer 中制作。通过调整和编辑纸样来获得所需的模拟效果。当服装在 Marvelous Designer 中调整到位后,我会将硬质部件作为次级虚拟模特导入,并让布料围绕它们进行模拟。这会在布料、腰带和盔甲之间形成自然且真实的交互。随后,Marvelous Designer 的模拟结果会被导出到 ZBrush,经过上文提到的标准 ZRemesh 流程,并进一步雕刻以添加次级形体和细节,同时进行一遍磨损处理。

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在这个阶段,高模已经完成,可以进行毛发制作了。我使用 Maya 的 XGen 完成了所有毛发梳理。说到 XGen,拥有非常有条理的文件结构和命名规范是至关重要的。始终先尽可能多地收集参考,并花足够时间尽可能精确地绘制 XGen 引导线。始终从各个角度查看引导线,并让每根引导线都遵循 C 形和 S 形规则。确保引导线从任何角度看都不扁平,并且始终具有 C 形或 S 形。仔细应用修改器,并尽可能避免在每个 description 中使用超过 3 个 clump 修改器。

提示:为了在建模过程中可视化我的毛发,我喜欢使用 ZBrush 的 FiberMesh 作为临时占位毛发。这样可以在最终确定高模细节时完整可视化最终模型。

提示:虽然毛发梳理被视为建模过程的一部分,但我建议在贴图阶段处理它。一旦设置好外观开发场景,就可以通过快速渲染查看毛发进展,这时进行毛发制作会高效得多。

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我进行拓扑工作的首选软件是 TopoGun 3。有时我会先使用 ZRemesher,然后再转到 TopoGun,以加快流程。这个项目的所有 UV 工作都在 RizomUV 中完成。我将模型拆分成多个部分,并使用 UDIMs 工作流,以便更好地控制每个部分的纹素密度。

纹理制作

我开始纹理制作流程时,首先进行颜色和材质的分块铺设(blockout)阶段。有许多不同的材质类型,其表面信息也各不相同。例如,金属的反射率范围很广,从喷砂金属到纯铬都有。虽然捕捉真实感很重要,但从艺术角度创建一个有吸引力的视觉目标同样重要。通过进行纹理分块铺设阶段,我不仅可以尝试颜色,还可以尝试每个表面的反射率数值,以找到既真实又具有艺术吸引力的组合。

一旦确定了颜色和材质类型,我就开始为每种材质类型收集参考。在这个阶段,我会暂时离开模型,根据我需要的表面类型创建一个基础材质库。我创建了诸如漆皮、带有不同程度磨损/撕裂的涂漆金属、锈迹和划痕、脏棉布等材质。我在这些基础材质中添加了任何能够定义材质年龄和状态的表面细节。

我为每种材质使用了 2m x 2m 的正方形。对于角色模型来说,2m x 2m 是一个很好的材质覆盖量,几乎可以覆盖每一部分,而不需要平铺太多次。这让我可以在这些纹理中放置更多独特的细节,例如变色、污垢和脏迹,而不用担心它们在模型上重复太多次。以这种方式创建的基础材质可以在整个模型以及未来的项目中重复使用。无论从专业角度还是个人作品角度,以这种方式处理纹理都是一个好习惯。经过几个资产之后,你将拥有一个庞大的材质库,从而显著加快纹理工作流程,同时保持一致性和质量。

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现在参考资料已经收集完毕,并且专门为这个项目创建了基础材质库,是时候转到 Substance 3D Painter 了。我为盔甲使用了标准的 PBR Color/Metal/Roughness/Normal。任何带皮肤的部件都使用置换贴图工作流,并在 Mari 中进行纹理制作。头发和毛发则使用 Arnold 毛发着色器以程序化方式进行纹理制作。

我先在 Substance 3D Painter 中烘焙从高模到低模所需的所有贴图。我以 4K 分辨率烘焙,并以 2K 分辨率绘制,以便在 SP 内获得更好的性能。一旦我确认烘焙干净无误,在开始绘制流程之前还有一步。

建立一个使用中性光照的 look-dev 场景是个好主意,这样可以通过快速渲染逐步检查你的纹理工作。由于 Arnold 是我在这个项目中首选的渲染器,我先在 Maya 中使用中性工作室光照 HDRI 设置了 SkyDome。我又用简单的三点布光设置补充了 SkyDome。创建了一个转台、一个简单的地面和一个用于接收阴影的背景板。使用中性光照并确保你的 HDRI 没有高对比度很重要。这为 look-dev 以及在工作过程中调整纹理数值提供了合适的环境。现在你可以导出纹理并在 Maya 内设置着色器。我在这个项目中使用了 Arnold Standard Surface Shader。完成所有这些设置后,你就可以开始在 Substance 3D Painter 内绘制和制作资产的纹理,而导出纹理会自动更新你 look-dev 场景内的纹理,方便你在 SP 中工作时快速检查进度。

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提示:要让纹理获得更逼真的效果,一个好方法是在模型中雕刻一些较大的细节,只依赖纹理来提供高频细节。例如,在皮革的情况下,我在雕刻阶段雕刻了一些较大且更明显的皮革褶皱,而较小的皮革颗粒则依靠我的基础材质。

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渲染与灯光

渲染盔甲是从外观开发场景到最终渲染场景的直接过渡,因为所有部件都使用 Arnold 的 Standard Surface 着色器。对于皮肤(头部和手部),我在 Maya 的 Hypershade 中创建了一个着色网络,以便进行更精细的调控。我使用区域遮罩来分离面部的各个区域,例如脸颊、眼睛、嘴巴、下巴、额头、鼻尖等。然后使用这些遮罩来控制与面部每个区域相关的模型上高光、粗糙度和置换纹理的强度。置换贴图是一张 RGB 纹理,其中置换细节存储在红色通道,三级细节存储在绿色通道,微观细节存储在蓝色通道。

我使用 Arnold 的 aiMultiply 和 aiLayerRgba 节点来合并遮罩,同时保持每个区域有独立的控制输入。以这种方式设置皮肤着色器网络,可以在外观开发期间实现精确控制。它让我可以轻松更改眼睑的光泽度或额头区域的高光值,甚至只需调整每个区域的输入值,就能让脸颊或鼻子的微观细节更加明显。这是一种更高效、更快速的方法,可以微调皮肤参数的值以达到预期的最终效果,而无需不断绘制和更新纹理。

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最终场景的灯光也是从 look-dev 场景过渡而来的。我把工作室 HDRI 换成了沙漠 HDRI,并降低了其强度。我再次设置了三点布光方案,但这次主光(Key)和补光(Fill)使用暖光,而轮廓光(Rim)使用冷光。说到灯光,少即是多。我尽量坚持使用尽可能少的灯光。一旦我对灯光的位置、角度和强度满意,我就向特定区域添加了几盏小面积光。我使用遮光板来遮挡我不想有光或希望光线更暗的区域。最终渲染场景由一个 SkyDome 和 5 盏区域光组成。除了稍微提高曝光以略微提亮图像外,这些渲染没有应用任何后期处理,它们是来自 Maya 的 Arnold 的原始渲染。

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结语

在这个项目中,我面临的最大挑战是规划和组织所有不同的动态部分和工作流程,并确保它们都能整合在一起,并在每个阶段保持兼容。保持有条理的文件结构、使用精确的命名规范以及保留文件迭代版本,在这一过程中帮助极大。我在这个项目中学到的关键经验之一,是如何平衡纹理中的细节层级,以获得更逼真、更具艺术吸引力的结果。艺术家很容易沉迷于细节,并希望确保所有细节都能从远处被看清。这是一个陷阱,会让你的模型看起来非常杂乱,难以消化。重要的是要记住,模型上的并非每个细节都应该在每种距离下都可见,有些细节只应在特写镜头中呈现给观众。 

对于刚开始角色艺术之旅的人,我的建议是记住这是一场马拉松,而不是短跑。成为一名角色艺术家需要许多不同的学科和专业,同时学习所有这些内容可能会让人不堪重负。把你的学习旅程分门别类,分别专注于每个主题,并花时间慢慢学习。当然,永远不要停止学习,始终做这门手艺的学生。

Sands Kopaei,高级角色艺术家

采访由 Gloria Levine 进行

相关链接

原文链接:https://80.lv/articles/creating-realistic-character-inspired-by-12th-century-mongolian-warriors

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