建筑师自学CG佳作频出！大神的技能都是全项点满的吗？！
© Kay John Yim
英国皇家特许建筑师/CG艺术家
严圻来自中国香港，毕业于英国巴斯大学（University of Bath）科学/建筑研究专业，同时也是荷兰代尔夫特理工大学（Delft University of Technology）建筑学的交换生。毕业后在建筑联盟学院（Architectural Association School of Architecture）进修建筑学。目前在英国知名建筑设计公司Spink Partners担任建筑师。
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《Ballerina - 芭蕾舞女演员》是日本神道教礼仪舞蹈的幻想版，而本次分享的长达1分钟的全CG动画《神乐 - Kagura》是《芭蕾舞女演员》的续集，也是严圻第二个以逼真的CG动画人物为特色的个人项目。
传说中，舞者在表演过程中会转变为神，《神乐》描绘了一位美丽的芭蕾舞者在漂浮的舞台上跳舞时，芭蕾舞裙变成了和服的奇幻景象。
《神乐》最终动画及WIP蒙太奇影片 © Kay John Yim
本篇文章严圻将通过 建筑建模、动画、改造、渲染 四个方面，对《神乐》项目的第三和第四个镜头的制作过程进行分享，下文将以严圻的第一人称展开分享。他制作中主要使用的软件包括:
建筑建模Kagura Production Sharing
该项目的PureRef模板▲
此建模稍微参考了日本福岛县大川户酒店的大堂，这可能是我所做过的最具挑战性的室内空间之一，原因如下：
大多数网上的照片都集中在漂浮舞台上，因此对实际空间的展示相当有限；
由于无法获得建筑图纸，我不得不从照片上用肉眼预估尺寸；
空间并不符合单一的正交网格，例如楼梯和一楼的走道并没有与柱子对齐。
从图像中进行测量▲
然后，根据浮动舞台和柱子的方向，我认为这个空间的设计有两组网格——与柱子对齐的建筑网格（在结构上支撑着空间）和与建筑网格呈对角的第二网格（只作为设计网格）。
画上网格，阶梯以及一楼走道▲
我在作图软件上均匀地画出了建筑网格（7.7 x 7.7米），并相应地放置了柱子，然后在建筑网格上面画了对角线来取得二级网格，这给了我一个浮动舞台和一楼走道的起点，接着依次将大部分的建筑元素放入了我画的网格中。
多数元素都落在了网格以内▲
虽然描述得比较简单，但建模的过程并不轻松。由于缺乏参考资料（尤其是角落的细节），我花了大部分时间重新设计和调整墙板的尺寸和墙柱的位置，以达到美观的比例。
使用网格建模▲
接下来我把 Rhino 模型导出为 .3dm ，在 MOI 中打开，并再次导出为 FBX 。这样一来便有了清晰的 Quad Meshing 让我可以简单的在 C4D 中编辑和绘制UV图。
模型转盘▲
虽然大部分空间的建模花了不到一周的时间，但我又花了一个月的时间来微调细节，调整灯光，并构思出一个我满意的构图。
渲染迭代▲
最终构图▲
动画Kagura Production Sharing
人物动画
角色动画是基于 MoCap 动画制作而成，可在 Reallusion市场上获得。事实上我只在iClone中使用了“Set Speed (设置速度)”和“Edit Motion Layer(编辑运动层)”来完成最终的角色动画：
首先，我将我的CC（Character Creator）角色导入iClone，把MoCap动画通过拖放应用至角色上，然后用“Set Speed”来改变速度，以此打造出一个慢动作的视角。
通过iClone“设置速度”减缓MoCap动画播放速度▲
▌注意：请参阅之前发布的文章来了解如何创建CG角色
然而，改变速度将导致夸大许多动作，看起来容易分散焦点，因此，我循环播放了人物动画并删除了我认为不必要的关键帧并使用 "Edit Motion Layer "来抬起手臂以及修改手指的位置。
编辑运动层▲
服装准备工作
角色动画创建完成后，我会进入Marvelous Designer（以下简称MD）和Character Creator（以下简称CC）来准备用于动画/模拟的服装。
MD 中的布料模拟操作是非常微妙的——多层服装靠得太近会导致大量的抖动，且可能需要无限次的模拟来解决这个问题。基于上述原因，我将MD的两套服装（芭蕾舞裙和袴和服）分成两类：贴身服装和宽松服装。
贴身服装将会通过CC和iClone用于动画中，这是一种最常用于游戏制作的技术。这种技术在速度上具有优势，但与MD相比，在模拟宽松的服装细节方面含有缺陷。该项目中的贴身服装包括：芭蕾舞裙紧身衣、袴和服内层。
贴身服装▲
其余的宽松服装将于MD中进行模拟：芭蕾舞短裙、不包括内层的袴和服。
宽松服装▲
贴身服装动画
我在CC中对服装的准备工作如下：
将T-pose服装从MD导出至FBX
通过 "Create Accessories "将FBX导入CC中
“Assign Skin Weight"
输出至iClone
这时候贴身服装将自动应用于iClone中的动画角色。
iClone芭蕾舞服动画▲
宽松服装模拟
一般来说，当有多层服装时，MD使用CPU（相较于GPU）模拟服装的效果更好。在这种特殊情况下，将芭蕾舞服和芭蕾舞裙分开后，我发现实际上GPU模拟比单独使用CPU的模拟更整洁又快速。
芭蕾舞裙动画▲
对于袴和服而言，我想创造出一种平静但超凡脱俗的美感，因此我把“simulation settings(模拟设置)”下的“gravity(重力)”降低至0，并把“air damping(空气阻尼)”提高至5，这将呈现出一个不断漂浮的袖子以及令整个动画中的轮廓保持清晰。
袴和服模拟▲
当所有的服装都被制作成动画以及经过模拟之后，我将它们全数导出为单独的Alembic 文件。角色从 iClone 中导出为 FBX 动画。
Houdini模拟后期清理工作
在 MD 中模拟的服装有时会导致显示过多细节或 Polygon 连接混乱。我个人认为前者会分散注意力，而后者在 C4D 中与“Cloth Surface”结合使用时会造成问题。
所以我将Alembic文件导入Houdini中，并使用 “Attribute Blur”来使服装更加滑顺，以此消除多余的皱纹。
变身Kagura Production Sharing
架设镜头
将角色的FBX和所有的Alembic文件导入C4D后，我就开始根据角色的动画来设置我的镜头，这可以避免我花额外的时间来处理那些在最终镜头中看不到的细节。
我使用“Constraint”下的 “PSR”将摄像机的高度位置与角色的 “Neck (脖子)”位置绑定，这样做可以稳定镜头，避免分散注意力的动作。
芭蕾舞裙到袴和服
芭蕾舞裙转变为袴和服的过程是由C4D的“PolyFx”和动画场的组合所驱动。
使用“PolyFX”▲
C4D的“PolyFx”按Polygon分解物体——此后分配的任何Mograph效果器都会以每个polygon为基础影响物体，而不会影响整个物体本身。
我为以下每个服装部分分配了一个“PolyFx”、一个 “Random Effector”、一个 “Plain Effector”和一个 “Spherical Field”：
蓬蓬连衣裙 蓬蓬裙 袴和服袖子 袴和服顶部 (外层) 袴和服顶部 (内层) 袴和服底部
拆解Object Manager下的芭蕾舞袴和服动画
然后将每个 "Spherical Field"将与角色的骨架 "pelvis(骨盆)"进行绑定，具体步骤如下：
创建一个 “PolyFx”；
将 “PolyFx”与服装分组；
为 “PolyFx”指定一个 “Plain Effector”，设置比例参数为-1；
为 “Plain Effector”分配一个“Spherical Effector”；
为 “PolyFx”指定一个“Random Effector”，并在 “Random Effector”下拖动上述步骤中创建的相同“Spherical Field”，将所有旋转参数设为360；
创建一个“Null”；
为“Null”指定一个 “Constraint”；
在“Constraint”下检查 “PSR”；
在 Object Manager 中搜索 “pelvis(骨盆)”，并将其拖到 “PSR”下方；
在“Null”下方放置一个 “Spherical Field”；
现在“Spherical Field”将随着角色一起移动。
▌注意：如有疑问，可以输入“SHIFT-C”，接着输入你要找的Mograph或功能 - 我使用C4D时经常使用“SHIFT-C“.
由“PolyFx”驱动的服装动画▲
舞裙变蝴蝶
除了由“PolyFX”驱动的服装转换，我还用“Cloner（克隆）”增加了一个额外的动画层，这将形成一个错觉，就好像蓬蓬裙解体成一群蝴蝶飞走了一般。
我使用 Travis David 创建的动画蝴蝶（下载链接：https://www.youtube.com/watch?v=a0fEjgZDm8g）克隆到模拟的蓬蓬裙上，用一个“Plain Effector”按比例驱动，使它们随着”PolyFx”动画的流动而出现和消失。
蝴蝶“Cloner”服装改造▲
最终渲染以前，我为每个服装部分添加了 “Cloth Surface”和 “Subdivision”，将Polygon分解成更小的部分，这导致了一种蓬蓬裙被分解并随后重新整合到袴和服的错觉。
从技术上讲，这是一个相对简单的动画，最具挑战性的部分是时间和开发层面需符合与角色动作显得自然流畅的美学，所以仅仅是这10秒钟的变换就花了我2个多月的时间才完成最终版本。
迭代▲
我通过插件“Signal”不断调整“Spherical Field”的动画，一次又一次的调整渲染视口序列和重新渲染。“Cloth Surface”和 “Subdivision”的计算负担很重，每个视口帧至少需要2分钟来处理，每个视口序列渲染总共需要10分钟。
最终镜头3 粘土渲染 + 分层▲
渲染Kagura Production Sharing
纹理制作
我的纹理制作流程相当简单，除了人物之外，我在最后的渲染中使用了Megascans的材质。
Redshift 的局限性和解决方法
虽然 Redshift 是我最喜欢的离线渲染器，因为它具有无与伦比的渲染速度，但在“Motion Blur”和 Cloner/Matrix 方面有一些限制，我不得不在准备最后的渲染时设法解决。
“Motion Blur”具体来说是 “Deformation Blur”（变形模糊），有助于提高CG动画的真实感。然而，Redshift 在“PolyFX”对象上限制禁用了“Deformation Blur”。如果全局打开“Deformation Blur”，这将在最终渲染中导致故障（对象看起来好像彼此穿过）。在保持全局打开“Deformation Blur”的同时，我在每个角色和服装对象上添加了一个Redshift 对象标签，并在对象标签上取消选中了它。
▌动态模糊在长时间曝光摄影中最为常见。此为于智利帕瑞纳天文台以长曝拍摄的星空，可见地球自转形成的星轨，以及地面的甚大望远镜因转向形成的模糊，两者都属于动态模糊
另一方面，虽然 “Cloner”和 “Matrix”都对克隆对象具有相同的目的，但它们在视口反馈和渲染速度上有所不同。使用 “Cloner”的好处是视口即“眼见为实”，而使用 “Matrix”则必须渲染出帧才能看到最终结果。
"Cloner"视口反馈▲
"Matrix" 视口反馈▲
渲染方面，“Matrix”的优势是Redshift的渲染效率比“Cloner”高得多，以镜头4为例，完全使用“Cloner”每帧的最终渲染时间为3小时，而完全使用“Matrix”则为2.5小时。
因此，我在镜头构图中使用了“Cloner”并使用了“Swap Cloner/Matrix”将所有 “Cloner”替换成 “Matrix”来进行最终渲染。
Redshift 环境
我使用了Redshift Environment来为所有镜头塑造神秘的感觉，特别是在像镜头4这样繁杂的构图中有助于表达场景的深度。
“Redshift Environment”的材质是由两个高低不同的的 "Null" 所驱动 (详情请参考Redshift 官方教程：https://www.youtube.com/watch?v=xzFWMwdMUqc&t=1s)，在舞蹈人物的正上方设有一个假的聚光灯，在舞台下方则有两个区域照明。
Redshift Proxies（代理）
我尽可能将物体导出至 Redshift Proxies，以提高渲染效率，其中，用“Redshift Proxy Exporter” 来批量导出物体为我节省了很多时间。
▌红移代理导出器链接：https://realaturtur.gumroad.com/l/rsproxyexporterc4d
由于所有的东西都被替换成了 Redshift Proxies，这使我每一帧的最终渲染时间从2.5小时减少至2小时。
写在最后Kagura Production Sharing
《神乐》是我迄今为止做过的最具挑战性的个人项目，因为半年前我在运动图形或角色动画方面几乎没有任何经验。在过去的6个月里，我在《神乐》和《芭蕾舞者》两个项目中，通过不断的尝试和错误中不断学习。
在 Reallusion 和 Renderbus瑞云渲染 的帮助下，我才能将《神乐》项目实现，这也是我开始CGI之旅以来最有价值的项目。
最后，我想向像我这样不断努力提高自身质量和技能、自学成才的 CG 艺术家，分享美国小说家安妮·拉莫特 (Anne Lamott) 的一句话——这句话最初指的是写作，但它深深地引起了我的共鸣：“虽然你只能看见车灯所照耀到的前方，但你可以通过这种方式完成整趟旅程”。
创作艺术就像在黑夜开车，你不必看到你要去的地方，你不用在意目的地在哪里或沿途经过的一切，你只需要看到前方两三英尺路足矣，只管往前走。
END
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