知乎日報:電腦特效為什麼這麼貴?

  我不是藝術工作者,但作為一個極度業餘的 3D 軟件愛好者,我來説説我平時把這個當作娛樂的情況下,做一個作品所要花費的步驟:

  構思;

  建粗模;

  雕刻;

  進一步雕刻細節;

  重拓撲;

  設置 UV 貼圖;

  烘焙置換貼圖;

  繪製紋理圖像;

  烘焙法線貼圖;

  綁定骨骼;

  思考如何設置材質

  設置材質

  嗯,初步的工作完成了,然後:

  思考構圖;

  考慮光線,這個時候就要注意了,不同的光線不光會產生視覺效果的不同,在渲染時的噪點也會不同,進而渲染成本也會有很大差別,特別是像我這樣用筆記本渲染的人;

  物理模擬;

  等物理模擬結束;

  等物理模擬結束;

  等物理模擬結束;

  設置後期合成節點;

  渲染

  等待渲染完成

  等待渲染完成

  等待渲染完成

  等待渲染完成

  等待渲染完成

  好,終於完成了,後面的工作就是一些細節問題了

  好,下面簡單介紹一下各個步驟的意思:

  構思:

  這個很好理解,就是……構思。

  建粗模:

  根據構思所得的一些手稿,建立粗糙的模型。

  (這裏的圖片來自http://Blender.org的 Creature Factory 2 教程)

  雕刻:

  使用類似真實雕刻刷的工具,對模型進行雕刻,這個時候,限制你的,主要是你的想象力,以及,你的電腦性能。以我個人的機器來説,一般細分到五層,就幾乎達到極限了,然而這個時候,模型的精細度還遠遠沒有達到我追求的照片級水準。

  進一步雕刻細節;

  這一步我自己的電腦已經不行了。但即使不做這一步,做到這裏,頭已經開始發暈了。

  重拓撲:

  雕刻之後的模型,其點線十分混亂,佔用系統資源也非常非常大,需要依照模型的特徵,重新佈線,稱為重拓撲。這也是非常費事的工作,而且其實也面臨一個數學問題:如何用盡量少的四邊形擬合一個三維面?

  這其實就是重拓撲做的事情,因為非四邊形面,在細分的時候,會出一些很扎眼的問題。

  設置 UV:

  就是將一個三維表面,投射到二維上,這裏當然就有很多要注意的,比如不能比例不均勻,不能在某個方向上拉伸過度,不然在後來的渲染上,都會有瑕疵。

  烘焙置換貼圖:

  重拓撲之後的圖像,會損失很多細節,這時候,要將這個差別,映射到 0~1 的數字,從而還原回去。有人可能有疑問:那這樣為什麼還要繞這麼大的一個圈子呢?

  因為有了置換貼圖,其實就相當於告訴電腦:這些都是細節,我在一般的工作的時候,不需要顯示給我看,調整姿態的時候,這些細節也只是隨着模型簡單的變換。這樣,就會節約大量資源,並在後期骨骼綁定的時候,會有很大的方便。

  烘焙法線貼圖:

  理論上説,法線貼圖與置換貼圖是等價的,至少在渲染上,似乎是等價了。因為法線貼圖可以看作置換貼圖的梯度。但實際操作之中是不一樣的,因為微分會突出細節,而積分會隱藏細節。因此,為了更高的質量,還需要法線貼圖。

  繪製紋理圖像:

  就是在模型表面,繪製圖像,這一步看起來很簡單,但其實就是另一種意義上的繪畫,所以很考驗畫工。

  這一步就不貼圖了。

  綁定骨骼:

  為了讓模型能夠改變姿態,能動的起來,需要將網格與骨骼綁定到一起,其實就是一種連帶運動——骨骼的座標變化,引起網格格點的變化。這一步電腦的操作步驟其實是:

  骨骼有動作 -->粗模頂點隨之移動 -->細分 -->將細分後的模型通過置換貼圖加上細節

  這也體現了之前重拓撲的意義。

  綁定骨骼時,需要知道一些基本的解剖學知識,比如各個關節的自由度是怎樣的?能轉多大的角度,有幾個自由度,這些必須要清楚,不然你可能會造出一些有特異功能的人……

  思考如何設置材質:

  這一步,就是依據你對模型的理解與想象,設定材質。這裏我想特別説一下一個叫做菲涅爾輸入節點的東西,用這個節點,可以模擬一些光澤面,相信很多人都知道,但要深入理解它的意義,需要一點光學知識,嗯,根據菲涅爾公式

  你就知道,該給什麼樣的材質用這個。

  設置材質:

  即將上邊的材質思路用節點的模式表達出來,看起來大概是這樣(這是我自己的一個模型的材質節點圖,繪製氫原子 110 態的電子雲):

  這個可能有些極端了,不過大致就是這樣,與電路圖很像。

  嗯,初步工作完成了,然後就要考慮構圖、光照、渲染性能等等一大堆的東西……而渲染,會耗費很多很多的時間。

  所以,你覺得這要多少錢?

  最後來一個彩蛋,我的第 301 號作品:

  這真的是渲染出來的模型。

  只做了一點微小的工作,很慚愧,謝謝大家

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