【GAD翻译馆】超真实女子高中生CG【Saya】的照片真实角色制作技术

发表于2017-03-13
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  Saya是3DCG制作是夫妇组合“TELYUKA”在2015年10月公开,并且不断改良3DCG作品。相信有很多人都不相信可以做到如此逼真的效果,那么就从TELYUKA的两人的演讲《照片真实角色制日本的3DCG技术起步很早,但是在动画中的运用晚了欧美以迪士尼、梦工厂、皮克斯为代表的动画一步,近些年日本动画中开始广泛运用3DCG技术提高画面表现力,像《乐园追放》和《希德尼亚骑士》等动画作品中都有大量的3DCG技术运营,日本游戏中的3DCG技术运营就更不用说了,而一对日本夫妇公布了自己用3DCG技术制作的最新虚拟角色「Saya」,与以往3D角色不同,「Saya」的角色已经无限接近于真实的人类。


1、Saya的原型并不真实存在

  这个演讲,是关于制作了在CG业界中被很多新闻网站和网页介绍的照片真实女子高中生【Saya】的TELYUKA的石川晃之和石川友香两个人的照片真实角色制作的最新状况,以及今后的展望



  2015年的10月13日,在友香自己的Twitter上公开的【Saya】,是以日本的女子高中生为主题的照片真实的全新CG角色,漂亮的效果引起了很大的反响。



  演讲现状,因为TELYUKA制作讲座得到了很高的注目,最多可以容纳800人以上的会场几乎满员了。

  在Saya的制作时,首先是进行概念和目标的提炼。在制作真实角色时,很多都是使用真实的演员做原型。这次作品中并没有通过演员的来整理面部,而是以朴素,高中生特有的透明感,以及大和抚子那样来表现日本女性的温和,可爱的思路来进行工作的。



  DCC工具方面,主要使用的Maya,雕刻软件是ZBrush,服装的造型使用了MarvelousDesigner,渲染器采用了V-Ray,Texture的制作是基于Photoshop,用MARI来进行Normal Map用的素材制作。以及使用NUKE进行合成工作,彻底的构筑了颜色管理和基于物理的工作流。



  开头介绍的是,是【Saya】的工作流的图释,演讲也是顺着各个工程的要点进行解说的。


2、以真实的人体,现实服装为基准的建模

  建模开始前,首先是准备作为参考资料的关于人体解剖学的东西,不仅表面看到的要素,还有骨骼和覆盖的肌肉,以及皮肤和脂肪等的质感等,在彻底理解人体相关的基础上来制作。



  不仅是意识大大体上亚洲和欧洲,非洲等人种上的不同,并且以再现日本年轻女性的包含湿度的细致皮肤的质感为目标。



  服装的建模也是一样,首先以实际的服装模板的资源来制作Pass,再把这个在MarvelousDesigner进行模拟做形状的细微调整来作出更加自然的漂亮轮廓线。



  MarvelousDesigner在服装表现上非常优秀,但是布料模拟在执行上负载很大,多边形太多时作为实际数据使用也很麻烦。



  在【Saya】项目中,采用的是把Maya上完成的服装模型,和模板形状的平面状的模型导入,把两个模型的拓扑信息同享的进行形状混合(Blend Shape)的动画进行确认后,按着模板的平面模型制作出理想的拓扑数据,在把这个作为高模数据进行wrap,高效率的进行重新拓扑和UV制作的工作流程。



  对MarvelousDesigner生成的服装模型进行重新拓扑的工作示例



  (左)以模板的平面模型做参考,实时重新拓扑的模型

  (右) 从MarvelousDesigner读取的元模型,高品质,所以容量很大(高负荷)。


3、使用MARI 3DTexturing

  接下来,是Texture的制作,主要是MARI进行工作。首先介绍的是以在【Saya】之前制作的【Courir】中,身体部分的金属质感的Texture制作



Courir】在海外的CG网站媒体也获得了很高的评价

  作出的物体对象是什么样的素材,用什么样的环境,使用什么方法等,特别是考虑物体的故事性增加污垢和裂化来感觉到真实的秘诀。



  接下来,是Saya的短袜的质感示例。不仅是基于有机物质感编织的棉线,还有表面的毛球感和起毛等毛皮的质感,把材质要素的构成元素分解并以分别的表现这些要素。



  编织的线表现,是制作纵线红色,横线绿色,底色用青色的Tiling的Texture。采用了通过MARI 3.0的新功能Exposed node graph and Gizmos,分别取出每个通道颜色计算高低差的值,来获得实时的材质的立体感的工作流程。



  使用MARI 3.0的节点工作流的工作示例



  当然, 彻底制作的不仅仅是模型资源。Rigging也是全部按照人体的构造来制作,制作基础的骨骼模型,在骨骼上使用Maya Muscle来完成全身的肌肉。这样就可以制作保持正确的弹性和伸缩的更加生动的动画。



  Maya Muscle的工作示例。



  Control Rig



  Bone Object



  Muscle



  Skin Object



  Cloth Simulation

  关于面部动画,也是制作了同样的一个一个表情肌肉,但这样复杂的肌肉加重了数据的负载。因此,关于加入比身体更复杂的表情肌肉的Bone和Smooth Bind的控制方法也在研究和摸索中。



  演讲中,Saya的面部动画



  面部动画的示例。


4、光照与合成

  关于皮肤的质感,因为Saya是照片真实的人体表现,一般都是通过照片来生成的方法,不过,这里是TELYUKA的两个人全部通过手绘素材来制作的



Skin Texture的制作

  这样做的理由有两个原因,一个使用照片素材的情况,拍摄照片时加入当时的阴影,真正意义上的细节上,无法加入自己的特色,另外还需要依赖照片的分辨率。质感上,使用了VRay SSS2材质作为Skin Shader,肌肉的重叠的质感表现通过在图层上加入一张张贴图来再现,制作出了日本那样纤细和有透明感的质感。



使用MARI制作Texture的例子。

  关于光照,使用OpenColorIO进行颜色管理,在ACES环境进行渲染,进行合成中要调整为和写真环境完全一样的环境中进行照片真实的渲染,这里使用的HDR素材是在Logoscopeの亀村文彦的帮助下,准备了物理正确的高品质的HDR环境。



  通常的HDR环境(右)与Logoscope的亀村氏特制的HDR环境的渲染图像的比较

  然后,合成是使用NUKE来进行工作,因为渲染图像的阶段也是忠实于现实空间来构筑环境,所以完成了相当真实的外观。处理beauty之外也输出其他的渲染pass,合成工作中只做颜色风格程度的细微调整,要细心的注意不破坏物理正确的3DCG环境的绘制外观来进行工作。


使用NUKE的合成工作的示例


  演讲的最后是【Saya】的规划的介绍,作为其中的一部分,前面所说的Logoscope的虚拟人物,基于BT.2020的360度VR的内容制作也在一同进行着。

  之前制作的很多的照片真实的日本人角色中,已经存在超越恐怖谷,制作出了压倒性的真实感。这个的秘诀就是,大量人体相关知识的资料积累,这样一个个可靠的技术认真再现累加产生出的必然结果。



  最后,展示了关于Saya的面部动画和模拟的身体动作的最新动画,也说明了还在试验阶段,参会人员确实感觉到了照片真实角色的新的可能性,确实作出了漂亮的效果。3DCG表现在美术师的直觉和技术同时成立上,TELYUKA的工作确实是很好的示例。今后的发展也会很有意思。


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