渲染3D效果的新探索

【火星時代專稿，未經授權不得轉載】

作者：林文
　　製作軟件：maya2008   photoshop CS3
　　QQ：79192580 MSN: coolen_007@hotmail.com
　　個人網站：http://coolen007.deviantart.com/

　　這是我第一次出教程，因此盡可能寫得通俗易懂，希望給廣大CG愛好者一種另類的製作方式上的啟發。本篇教程主要圍繞一種將3D輸出的occlusion圖在photoshop中進行材質拚貼畫的思路，此外還會涉及到部分色彩理論上的研究。Occlusion是什麼？不用擔心，下麵的段落中我會詳細解釋它的設置快捷性和效果出眾性，以及怎樣與photoshop共同配合製作完整的3D靜幀作品的。
　　說到3D軟件的學習，我們大都是從建模、這個最容易上手的3D功能開始學起。基本經過2周的訓練，大家對建模工具與命令都會有個大概的了解，多多少少能建一些複雜的場景和基本的角色模型。如果我們想得到更加完整與精致的3D作品，而不是半成品，還要進一步學習貼圖、材質與燈光，渲染器的設置等等。想要掌握這些功能恐怕我們得花不隻兩周的時間學習，這些遠比建模來得更加複雜一些。因此有些CG愛好者迷茫於學會建模後，不知道如何進一步把自己辛辛苦苦建好的模型最大可能以一種完整的“畫”的形式展現在人們麵前。本篇教程望幫助那些目前隻學會建模的朋友都能製作出自己完整精美的CG作品。沒有複雜的材質參數，沒有煩人的節點連接，沒有繁瑣的渲染設置！隻需要你會建模，對3D功能有基本的認識，有一定的素描色彩基礎，這篇教程所述內容便能輕鬆掌握。

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一、occlusion綜述
　　首先說說模型的製作，本篇教程所示範的作品是我畢業作業中的一個場景，因為製作周期實在有限，因此這個場景被建模完後並未出現在我畢業作業的影像中（一個動畫短片），僅有的圖像是我無意中渲染的效果圖——occlusion。
　　提起occlusion，若是初學3D，沒有學過渲染的朋友可能會一頭霧水，或許曾經在某篇教程中看到這個單詞。在這裏我稍微解釋一下，occlusion全名應該稱作Ambient occlusion，中文名可以翻譯成環境遮擋，大家大可不必絞盡腦汁去想這是什麼意思，有關這方麵的理論介紹我想隨便搜搜就可以搜索一大堆出來，但沒有掌握一定的渲染專業知識的人，也是很難去理解的，因此我們暫時隻要知道它有什麼作用便可。occlusion常常被用於在後期製作中，正片疊底於colour層的上方，增強3D畫麵的真實感及補充燈光渲染達不到的光影效果。如今已被廣泛應用於各種3D動畫影片的製作和部分遊戲的畫麵加強，最著名的代表作是第一人稱射擊遊戲《crysis》（孤島危機）。
　　它的最大好處對於我這幅作品來說就是設置快捷且效果出色，即使沒有燈光，物體間的光影關係也很真實可信，模擬一種全局光效果。我花了2天時間去設計建模這個室內景，花了2分鍾時間得到這個最基本的occlusion效果。咋看之下還不賴，該深的深，該亮的亮，物品之間的光影也比較真實。如果按部就班地設置燈光的話，想達到好的效果，估計要花上2個鍾頭或者更長的時間，這也不是我寫這篇教程的初衷，我的初衷就是讓剛學會建模的朋友快速製作出完整的圖像作品。
 
　　二、3D部分製作流程
　　下麵是製作流程，輸出occlusion圖的步驟簡單的歸為3步，和大象與冰箱的步驟是一樣的，方便大家記憶。第一部，建好模型，這也許是我這篇教程中，3D部分時間花的最多的一個環節，當然模型越好，對於自己後麵的製作也是越有信心的，這可不能偷工減料。第二步，設置occlusion參數，下麵會詳細的說明。第三步，打開mantal ray，小設置一下便可渲染成像。這3部熟練的話，一分鍾便可搞定。當然要追求更好的occlusion效果，還得自己研究設置。
　　第一步，模型依據各自建得為準，這裏不重點闡述。
　　第二步，設置occlusion，下麵我來具體介紹一下製作流程。
　　首先，熟悉maya的朋友，首先我們看到右下角的display 與render 的圖層編輯麵板，我們點擊render 切換至render圖層編輯下，render圖層編輯麵板主要作用是方便分層渲染。
　　在這裏隨便提一下分層渲染的好處。
　　（1）可以對每個render層的同一物體賦予不同的材質。
　　（2）可以分別輸出同一種圖像的不同屬性。如顏色，高光，陰影，漫反射，occlusion等圖像細節。

　　 
　　（3）可以方便為後期軟件的編輯，提供不同物體之間的分層疊加，進行更為精確的校色與特效的運用。

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然後我們選中需要輸出的模型，單擊圖標 ，此圖標會將選中的物體自動新建為一個圖層layer1，位於 masterLayer上方。
　　若是第一次添加render層，maya會自動創建2個render層。一個是總體的渲染層，默認名為masterLayer，所有的被顯示的模型都會出現在這一層；另一個是隻有被選擇物體的渲染層，默認名為layer1。此時，我們需要渲染的物體也全都在這個層裏。確認好此步，接下來我們要在這層上建立occlusion效果。

　　選中layer1，單擊鼠標右鍵，如圖所示，依次選中Presets→Occlusion。單我們選中occlusion以後，顯示窗口內的所有物體都呈現出一片漆黑的景象，不要擔心是maya出問題了，是你正確地將layer1變為了occlusion層。

occlusion材質此時被自動賦予到layer1的所有物體上，材質顏色顯示為純黑色(為了方便尋找到所需要的物件，建議打開線框顯示模式。步驟為鼠標點擊視圖窗口上方的shading，打開下滑菜單，再選wireframe on shaded。)

 
　　選中其中一個物體，按下ctrl+A 調出物體屬性編輯器，選中surfaceshader1 標簽，看到在surface shader attribute欄裏第一項Out colour，點擊滑杆旁邊的 圖標，進入occlusion的材質編輯狀態。此時我們看到了一大堆數據，在本篇作品中，我隻修改了sample屬性，這個可以理解為occlusion的質量級別，默認是16。

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渲染測試前，首先你要確認  你的mantal ray 是否是開啟狀態。當你選擇occlusion的時候，maya會自動將渲染器加載到mantal ray 上。（注：maya自帶的渲染器software無法渲染出occlusion效果）點擊渲染按鈕，我們會發現渲染出來的圖像噪點比較多。改成100後，噪點明顯減少，圖像質量提高了不少，當然相應的渲染時間也增加了不少。當然，單幀的時間我們是可以等的。
　　如果你對渲染質量有要求的話，隻要選擇mantal ray 裏，quality presets 中的production級質量便可，下麵的參數默認即可。

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這三步做完後，一張occlusion圖便出現在我們的眼前，接下來就要把occlusion圖轉移至photoshop進行處理，主要的製作方法是材質拚貼，用素描與色彩理論進行總體修善，調色等。

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　　Photoshop 製作流程
　　現在進入photoshop的製作，這也是本教程所論述的重點之一。我將用一種全拚貼圖的方法和手繪加工細節，調整整體的方式來完成下麵的製作。如果說3D輸出的occlusion效果圖是一種貼圖和光影的參考，好比繪畫中的草稿部分，那麼在photoshop中的製作將是完成品成敗的關鍵。
　　1、思考：
　　在進行製作前，我們必須分析考慮以下這些問題，並不要急於動筆，其實好比在創作一副畫中，設計畫麵的時間並不比真正繪製的時間來得短。相反，一些優秀的繪畫作品也不在於繪畫方式是否複雜討巧，往往設計畫麵的時間占了整個創作過程中的大多數。最終觀眾將從作品中體會到你用心的設計和你對所描繪的元素，乃至你對生活的一種情感和狀態。
　　首先我們要對這幅黑白灰調的occlusion圖進行大膽的想象，是對完成品的想象，也就是你最終希望將什麼樣的畫麵呈現給大眾。如果對比我的完成品，這張occlusion效果圖就顯得寒酸了一些，比較單調乏味，缺失畫麵重點。下麵是我的思考，具體也是3步驟。
　　（1）不同物品的材質指定與破舊程度指定。在這幅作品中出現的材質有木質、金屬等材質。例如單獨的金屬也要區分出不同的種類、顏色和破舊磨損程度。有的是新的，有些則明顯帶有歲月的痕跡。往往破舊的感覺更容易讓人產生對記憶中某個相似場景的聯想與共鳴。
　　（2）尋找合適的材質對應相應的物品。包含基本破舊的元素——破損、裂紋、生鏽、劃痕、刮擦、表麵凹凸，表皮脫落等等。每種材質都有相關的破舊元素。例如木質類的物品一般具有的破舊元素有裂紋、老化、劃痕、表麵凹凸、表皮脫落等；鐵製的破舊元素有撕口，生鏽，扭曲，變形，融化，刮擦，表麵凹凸，掉漆斑駁等等。這需要平時的認真觀察生活，總結材質規律。
　　（3）研究最初色調，把握整體畫麵（暖色，冷色）。主要要掌握暖色與冷色對於視覺與情緒的影響，這就是有關色彩的作用。暖色調包括紅，黃色占大部分的顏色。冷色調包括藍色占大部分的顏色。但沒有絕對的暖冷色調，例如綠色，與藍色比較，綠色就偏暖色，與紅色比較，綠色則偏向冷色。因為藍色成分中沒有暖色係，綠色則混有部分黃色，所以與藍色比起來，綠色也就具有暖色的屬性。暖色調為前進色，具有膨脹，溫暖，親近的感覺；冷色調為後退色，具有收縮，神秘，遙遠的感覺。因此建議基於自己對作品的情感來選擇合適的色調。

2、photo shop 製作步驟
　　尋找合適的貼圖是個費時費神的過程，平時要建立自己的素材庫，分好類可方便查找。這幅作品中我主要使用Dosch出品的《紋理老化材質庫》（Dosch Textures Texture Aging Kit），裏麵的老化破舊的材質眾多，滿足了我大部分材質的貼圖需要。

 
（PS_1）

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首先是五種拚貼圖的基本處理方法，這些方法也都是photoshop最基礎的操作，極容易掌握，關鍵在於材質的選擇要與所貼物體完美結合。指定不同物品的材質，使用縮放、旋轉、位移（先用正片疊地的圖層模式，把材質圖放在所要貼圖的物體上移動，直到材質圖中合適的部分對上所拚貼的物體），也可用汙點修複畫筆工具進行第一感覺的破舊繪製（用汙點修複畫筆工具可無破綻擦除或添加破舊元素）。若透視明顯的物體須進行透視匹配，可用扭曲工具進行基本透視處理，感覺上差不多和物品的透視方向一致便可。若材質圖尺寸巨大，也可單獨截取一張中的某個需要部分進行拚貼，相同的材質可以重複利用，以便節省資源。

 
（PS_2）
　　注：貼圖順序以習慣操作為準。基本規則是先主後次，也就是先貼畫裏最醒目的物件，然後依次鋪開。對於多餘或缺少的部分可用數位筆進行擦除或添加，添加可用普通畫筆或汙點修複畫筆工具進行繪製，符合物件邊緣的對齊即可。
　　貼圖方式大家首先會想到圖層之間的疊加。在本作品中主要用到正片疊地，強光，疊加。正片疊底被使用次數最多，其次是強光和疊加，其他圖層模式也可以自己嚐試對比選擇，以最優的效果為首選。推薦這三種隻是本作品的建議。不同層的圖層模式的相互疊加是圖像軟件取得最優視覺效果的關鍵之一，平麵軟件Photoshop、後期軟件After Effect，3D軟件Maya 都有圖層的疊加功能，須多多練習，達到能預判不同的圖層模式疊加後的效果。但有時候我們可能會被自己的經驗所拖累，多多嚐試不同的圖層模式之間的疊加會帶來意想不到的驚喜。

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當大致貼完5張貼圖以後，開始進行整體調色。我們看到所挑選的材質的色調有紅，有黃，有深，有淺，這樣的貼圖拚在一起明顯各自為政互不幹涉，因此必須把不同色調的貼圖統一一個色調中。調色的方法主要用色彩平衡（用於主要調色），色相/飽和度 （用於主要飽和度調整，基本是把飽和度調低），曲線（用於主要暗部和亮部對比度的加強，調成基本的S型即可）這幅作品的最初色調我選擇飽和度不高的偏紅的暖色調為主，因為這是主人公的家，所以我想讓氣氛溫馨一些。暖色的色調往往能體現這種內心感覺。

 
（PS_3）
　　貼完全部物件的貼圖後，在次進行微調，把有不和諧色調的貼圖再次調色，依據個人對色彩的感覺和敏感程度來決定，直到視覺上的統一為止。當然為了杜絕畫麵過於統一，而沒有生氣，可適當加入與總體明度或色相反差大的顏色使畫麵有重點，從而突出主體。本作品中加入朱紅的台燈 和綠色的電鑽和螺絲刀，這三個醒目體與偏黃的總體產生對比和互動，別有趣味，但由於紅色和綠色還是具有暖色屬性的黃，所以可以看到這醒目的紅和綠也是能統一到偏黃的主色調中。這樣最初色調的初稿大功告成。

(PS_4)

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下一步的製作就需要有一定的素描基礎才能進行，大體還是以整體色調和美化畫麵為出發點，進行光影上的加強，即該暗的地方要加強，該亮的地方要提量，中間調增加細節。下麵我簡單談談基於3D寫實畫麵需要注意的地方。
　　我覺得有些3D畫麵之所以顯得虛假，其中最重要的一點就是物體之間的交界處太過規則，鋒利，刺眼。遇到直來直去的物體，首先分析這些物體是不是易磨損或易變形的物體，如本作品中櫃子，書桌和磚頭的邊緣等，我們知道櫃子和書桌是木製品，相對硬度要堅硬些，但邊緣也容易磕碰，因此或多或少都有些凹與陷裂，磚頭的邊緣更容易磨損且更容易產生破損和裂紋，所以在光影上的對比效果更大。
　　本作品中maya裏輸出的occlusion圖我們很明顯看到這些物體的邊緣太直了，直上直下，毫無生氣。當然我們本可以在maya中就吧這些直線建的很“曲折”或加些倒角之類，最起碼不是很愣的直線。在本作品中3d隻是輔助，不是主要的製作方式。既然我們要用平麵軟件處理，當然要盡善盡美一些，首先高光和凹陷處的陰影不能過於單調，依照自己所設計的磨損程度決定。再次把光線照不到的遮蔽初的暗部加強，主要在正片疊底的圖層模式下進行繪製，如書桌下，靠牆被物件擋住的地方等。中間調是細節的主體，因此我們也要花相當一部分時間用在製作細節上。中間調和亮部，暗部之間不要脫節太大，要彼此融合在一起，基於這個道理之上，開始刻畫細節。當然主要的破舊（裂紋，生鏽，劃痕，表麵凹凸，表皮脫落）等等除了貼圖就是用手繪了，還有其他的如一些裝飾的圖案也要適當的加入豐富畫麵，牆上的圖案是我參加DA設計logo比賽的作品，我也偷懶的加進去補充畫麵。手繪需要耐心和觀察對比。
　　這樣的工序結束後我們就可以進入最後的修善工作了。大家看到了我的終稿的色調和最初設計的色調不太一樣。終稿是偏綠的冷色調，相比與偏黃的暖色調來說。為什麼又改成綠的色調呢，因為後來考慮到這個房間是做科學研究的，有點破舊頹廢且神秘的感覺，綠色調就滿足了我的這種感覺的需要，因此我毫不猶豫的改成了綠色。對比看來，綠色調在一定程度上畫麵也優於黃色調，也更進一步表達這幅作品的主體。最後，還是用手繪進行不滿意地方的修善。
 
 
  
 
 
 
 （PS_5）
　　這幅作品的製作方式是我第一次采用3D的occlusion圖加2D拚貼圖和手繪修善的方式進行創作。本篇教程的製作方式僅限於3D靜幀作品的製作，創作方式與2D相似。建議平時要不斷加強自己的美術基本功的練習，包括素描，色彩和設計的訓練，掌握好其中的要領，任何的影像圖片視頻製作便不是難題。如介紹不善請大家諒解，歡迎互相討論。
　　本文僅為提供更多信息，不代表火星時代同意其觀點或描述。