Johan Vikstrom是來(lái)自瑞典斯德哥爾摩的3D高級(jí)美術(shù)師，擁有16年的工作經(jīng)驗(yàn)，曾作為compositor參與制作2011年的一部哈利波特電影。

作為一位全能藝術(shù)工作者，在過(guò)去的5-6年里，Johan Vikstrom一直專注于 lookdev / lighting / compositing，不斷完善自我。

此次，我們找來(lái)了Johan Vikstrom的一篇流程教程《voight kampff workflow-流程分解》：使用掃描頭部文件，制作逼真的頭像

有模型文件！有模型文件！有模型文件！含：FBX、OBJ、ZTL等多種格式，以及16K貼圖文件！

本期流程案列，Johan Vikstrom有提供了文件模型以及貼圖文件

使用的工具：Maya、V-ray、Yeti、Mudbox和Nuke，本篇將介紹如何使用它們。其他軟件也可以做類似的操作，只是操作有所不同。

此案列要求具有良好的基本3D照明/合成知識(shí)，以及一些渲染經(jīng)驗(yàn)。流程思路只是起到一個(gè)拋磚引玉的效果，具體項(xiàng)目中還得根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，翻譯校對(duì)有限，不準(zhǔn)確的地方請(qǐng)海涵~

最終渲染

參考

人類皮膚的模擬極其復(fù)雜，因此需要大量的參考資料。事實(shí)上，大多數(shù)好萊塢作品都有替身來(lái)拍攝皮膚/燈光。所以，如果你要照亮一個(gè)真實(shí)感的人，我建議你選擇一張真人的照片作為參考。這樣，你就可以看到什么是正確的，什么是不正確的。

我使用了《銀翼殺手1982》中的這張照片供我參考。

相機(jī)

我的第一步是確定使用什么相機(jī)。理想情況下，你需要了解用于匹配100％的相機(jī)的膠卷，焦距和F-stop。如果沒(méi)有此類信息，也沒(méi)關(guān)系。你可以通過(guò)將物體放在視框中，查看它們是否與圖片中的物體對(duì)齊來(lái)嘗試對(duì)相機(jī)進(jìn)行調(diào)整。來(lái)回調(diào)整焦距，直到匹配為止。如果你在圖片中也給了一些線條，跟蹤軟件可以為你計(jì)算一個(gè)預(yù)測(cè)。

對(duì)于鏡頭，我知道他們大多使用幕后電影中的100毫米以上的鏡頭。因此，我猜想該鏡頭為100毫米，可能是2.0-2.8 F檔。F檔越低，景深越大。

我最終在照片上使用了2.0 F-stop，這使你的對(duì)焦區(qū)域非常狹窄。事后看來(lái)，我認(rèn)為該鏡頭使用的是2.8，但我弄錯(cuò)了相機(jī)/對(duì)焦點(diǎn)或姿勢(shì)角度，所以在2.8時(shí)他的耳朵仍在聚焦，所以這就是為什么我需要使用2.0

要將真實(shí)感添加到cg相機(jī)中，你需要添加景深，還需要添加散景圖。

這有助于為最終渲染帶來(lái)真實(shí)感，為此，你需要附加VrayPhysicalCamera并添加光圈貼圖。它們通?？雌饋?lái)像這樣：

對(duì)于我的鏡頭，使用的相機(jī)是變形的，但是我實(shí)際上使用了正常的圓形光圈圖，然后在VrayPhysicalCamera設(shè)置中將“bokeh anisotropy”設(shè)置為-0.353。這也將為你提供變形的孔徑圖。我也取消選中“Affects exposure”，因此你不必根據(jù)相機(jī)設(shè)置補(bǔ)償光強(qiáng)度。

姿勢(shì)角度

開(kāi)始場(chǎng)景時(shí)，重要的是要考慮比例。大多數(shù)高端生產(chǎn)渲染器使用真實(shí)世界的單位進(jìn)行著色器/光照計(jì)算。因此，我們場(chǎng)景中的所有事物都需要使用正確的大小，或者盡可能地使用最接近的大小。1個(gè)Maya單位應(yīng)為1厘米。

我試圖使掃描模型盡可能地接近參考。你應(yīng)該意識(shí)到，角色與參考之間的微小角度差異會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)格移動(dòng)到皮膚表面的其他位置。同樣，如果你的3D模型與參考圖片中的actor不匹配，那也會(huì)導(dǎo)致這種效果。因此，盡可能準(zhǔn)確地?cái)[姿勢(shì)角度將使你以后的照明過(guò)程更加順暢。

資產(chǎn)著色

3D掃描商店提供了非常干凈的掃描和良好的漫反射紋理，因此該部件運(yùn)行非常平穩(wěn)。我使用linux，所以我不得不將模型帶到mudbox才能輸出位移圖，因?yàn)橘Y產(chǎn)沒(méi)有提供它。對(duì)于漫反射紋理，我只從紋理中去除了眉毛，以便后續(xù)添加cg頭發(fā)。

刪除紋理貼圖上的所有SSS效果，因?yàn)檫@可能會(huì)導(dǎo)致渲染中的紅色區(qū)域發(fā)亮。VrayAlSurface非常適合計(jì)算準(zhǔn)確的SSS。如果要繪制自己的紋理，也不需要將SSS效果繪制到紋理中。一個(gè)簡(jiǎn)單的帶遮罩的紅色漸變節(jié)點(diǎn)可以解決此問(wèn)題。

在skinshader 中，我只使用了一點(diǎn)normal map來(lái)為網(wǎng)格帶來(lái)更多細(xì)節(jié)。

對(duì)于 specular color的顏色，我使用了具有一定等級(jí)的cavity map，以獲取規(guī)格圖的某些變化。

我使用了glossiness maps，但實(shí)際上在我的 spec setup.中它們所做的工作很少。它們可能一起被移除。spec shader 由兩個(gè)blinn specular shaders組成，glossiness的sharper shader 為1， diffuse spec shader 約為0.6-0.7。相反，鏡面頂層的粗糙度由微位移控制，這可以使鏡面更精確地散射在皮膚上。

（這段翻譯總有點(diǎn)奇怪，原文在這里：The roughness of the top layer of specular is instead controlled by the microdisplacement, this gives more accurate scattering of the specular on the skin. ）

為了控制specular的粗糙度，我對(duì)microdisplacement 進(jìn)行了分級(jí)以獲得我想要的結(jié)果，類似于對(duì)glossiness /roughness map.進(jìn)行分級(jí)的方式。

我將microdisplacement 添加到normal displacement map的頂部。layeredTexture控制著整體的specular，為此圖像我使用了0.04的加法。如果我使用0.02，他看起來(lái)會(huì)比參考文獻(xiàn)更出汗。但我不想他看起來(lái)也滿頭大汗。

下面是沒(méi)有microdisplacement 的渲染圖，因此你可以了解microdisplacement 在分散規(guī)格方面所做的工作。

整理資產(chǎn)

為了修飾，我使用了Peregrine Labs Yeti。對(duì)于睫毛，我使用了另一項(xiàng)資產(chǎn)中的curve setup。因此，我只是對(duì)曲線進(jìn)行了調(diào)整并將其擬合到該模型中，然后讓其沿著曲線生長(zhǎng)毛發(fā)。

桃色絨毛有助于分解 specular產(chǎn)生更多真實(shí)感，當(dāng)以5k分辨率進(jìn)行渲染時(shí)，它們實(shí)際上會(huì)進(jìn)行一些非常準(zhǔn)確的修飾，因此最后我做了一些重新渲染，發(fā)現(xiàn)桃色絨毛錯(cuò)了方向。

眉毛有點(diǎn)特殊。我知道制作眉毛很糟糕，所以我想出了制作眉毛的新思路。我知道我具有真實(shí)的眉毛紋理，所以我的想法是，如果可以在真實(shí)的眉毛上繪制曲線，我將獲得非常準(zhǔn)確的眉毛引導(dǎo)曲線。因此，我只裁剪了帶有眉毛的多邊形的一部分網(wǎng)格。

然后，我將所有垂直邊緣轉(zhuǎn)換為曲線，并在其中放出一個(gè)曲面曲面。

maya具有此功能，可以在曲面上繪制曲線，但是該曲面必須是小塊。因此，在制作了nurbs表面之后，我在其上放置了一個(gè)透明著色器，以便可以看到后面帶有紋理的多邊形網(wǎng)格。而且我將多邊形網(wǎng)格鎖定在顯示層中，因此無(wú)法選擇它。現(xiàn)在，我可以使用“Pencil Curve Tool”查看紋理時(shí)在nurbs曲面上繪制曲線。

之后，需要將曲線從表面曲線轉(zhuǎn)換為法線。然后，重建它們以減少曲線上的點(diǎn)。在那之后，很容易就可以從非常精確的引導(dǎo)曲線上畫(huà)出眉毛。我確保在眉毛的邊緣上保留了所有精確的曲線，但并沒(méi)有使每根頭發(fā)都位于較厚的區(qū)域。我每個(gè)眉毛使用了大約200條曲線。

對(duì)于眉毛較厚的部分，我使用了density map來(lái)生成更多的頭發(fā)。您還需要注意繪制曲線的方向，您需要從發(fā)束的底部開(kāi)始，否則將改變頭發(fā)的方向

由于曲線正好在曲面上，希望它們略微突出，可以將引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)設(shè)置為小于100％來(lái)在Yeti圖形中進(jìn)行控制。還要記住將位移添加到網(wǎng)絡(luò)中，這樣就不會(huì)在網(wǎng)格后面留下毛發(fā)。這也適用于桃子毛。對(duì)于頭發(fā)來(lái)說(shuō)，它通常不那么重要。

對(duì)于胡須，我剛剛繪制了density map，并添加了一個(gè)groom來(lái)控制頭發(fā)的方向。

對(duì)于hair shaders ，我使用了VrayHairNext，這是一個(gè)非常好的頭發(fā)著色器。我沒(méi)有使用任何貼圖，只是玩了“Melanin”設(shè)置，并調(diào)整了隨機(jī)設(shè)置，直到在vrayRT中獲得所需的設(shè)置為止。

燈光照明

對(duì)于照明，需要重新考慮比例。場(chǎng)景中的燈光放置在哪里，距離角色有多遠(yuǎn)？它們?cè)谀睦锱c相機(jī)有關(guān)？這將影響到圖像的真實(shí)感。

在實(shí)際工作中，可以使用原始素材板，當(dāng)使用漸變板時(shí)，可能會(huì)有些棘手。需要注意，平地機(jī)可以使用按鍵和遮罩來(lái)控制圖片不同區(qū)域的照明。

因此，也許并非在圖片中看到的所有光線實(shí)際上都與原始素材中的光線相同。

我首先選擇了HDR，然后對(duì)HDR進(jìn)行分級(jí)以匹配參考。需要從HDR中移除所有光源。這樣做是為了可以完全控制渲染中的所有燈光。因此，請(qǐng)?jiān)谌魏握掌庉嬡浖袑⑵鋭h除，然后保存一個(gè)僅包含設(shè)置而沒(méi)有燈光的版本。

在實(shí)際的制作中，可能需要裁剪出HDR中的每盞燈，并將它們作為圖像添加到照明場(chǎng)景中的燈中。這樣，將從照明中獲得最真實(shí)的結(jié)果。但是由于我現(xiàn)在要制作完全不同的照明，所以我不需要使用此HDR中的任何照明。

3D場(chǎng)景中的所有燈光都需要對(duì)其應(yīng)用HDR燈光圖像，這為燈光的反射和照明行為增加了很多真實(shí)感。HDR的裁剪方式也會(huì)影響光的行為。

可以在光源的邊界處進(jìn)行裁切，也可以在光源之外進(jìn)行裁切以捕捉光源的耀斑效果。還需要使用方向?qū)傩?，以使燈光在?chǎng)景中正確起作用。是側(cè)邊有襟翼的聚焦燈還是柔和的燈？

例如，這種張開(kāi)效果在眼反射中看起來(lái)非常好，并增加了很多真實(shí)感。另一種方法是關(guān)閉燈的反射，并添加帶有喇叭口的反射卡。也可以使用坡道遮擋燈光的一部分。

根據(jù)環(huán)境，可以選擇對(duì)其建模或僅使用HDR domelight。選擇哪種，取決于環(huán)境對(duì)被攝對(duì)象的照明強(qiáng)度。

我選擇不為該項(xiàng)目的環(huán)境建模，主要是因?yàn)槲抑拉h(huán)境在該場(chǎng)景中將投射很少的光/反射。但是將HDR映射到環(huán)境模型是一件好事，因此渲染器知道到對(duì)象的距離。

這樣，將在表面上獲得正確的反射。domelighting具有極小的距離，因此渲染器如何知道HDR中的白色墻距離角色是100米還是10厘米？即使是帶有平面和長(zhǎng)方體的非常簡(jiǎn)單的模型也會(huì)對(duì)最終渲染質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。

我在他身后用一架黑色飛機(jī)擋住了HDR中來(lái)自他身后的光線。關(guān)于遮光，你可以嘗試了解真實(shí)照明，再來(lái)處理燈光和遮擋。在場(chǎng)景中使用黑色的窗簾或黑色的物體來(lái)?yè)豕狻?/p>

只需考慮將阻止器放置在什么位置，使它們?cè)谙鄼C(jī)中不可見(jiàn)，這對(duì)于照明也同樣適用。

除非在圖像中，否則在相機(jī)中不應(yīng)看到燈光。當(dāng)然，燈光可以在渲染中，然后在實(shí)際制作中后期刪除。但是請(qǐng)注意，這可能導(dǎo)致不切實(shí)際的效果。

因此，讓我們分析一下這張照片的照明。要尋找的是光線照射到皮膚表面的位置，陰影如何掉落以及皮膚上的高光在哪里。

眼睛也非常好看，您可以看到反射在眼睛上的是哪種光。

主要照明來(lái)自窗戶。如果研究電影中的鏡頭，你會(huì)感覺(jué)到它們所處的距離和高度。

照明時(shí)，最好實(shí)時(shí)查看一次實(shí)時(shí)渲染中的一個(gè)光源。Vray為此提供了vrayRT，因此我可以移動(dòng)燈光并實(shí)時(shí)查看只有燈光照射到表面的方式。

如果查看補(bǔ)光燈，皮膚和眼睛會(huì)有非常強(qiáng)烈的反射，但同時(shí)此部分臉也處于陰影中。他們可能為此使用了非常強(qiáng)烈但很小的光線。但是我選擇刪除它，因?yàn)槲也幌Ｍ雌饋?lái)像滿頭大汗，所以我選擇了更大的柔和光線。

我實(shí)際上誤會(huì)了反射光，并認(rèn)為這是他下面的光源。我想了很長(zhǎng)時(shí)間才找到一個(gè)亮點(diǎn)，所以我會(huì)在他的鼻子和下巴下得到與圖片相同的反射。最后，我意識(shí)到這實(shí)際上是他的白襯衫在皮膚上反射出來(lái)。

由于我的角色沒(méi)有白襯衫，因此無(wú)法獲得這種效果。我保持了光線，但使用了非常低的強(qiáng)度，因此在渲染中幾乎看不到它。由于我從補(bǔ)光燈中去除了強(qiáng)烈的反射，因此我在場(chǎng)景中添加了一些頂光，以對(duì)他臉部較暗的部分進(jìn)行一些反射，因此該區(qū)域看起來(lái)并不那么平坦。

你應(yīng)該嘗試盡可能模仿渲染與參考的光對(duì)比度。這將減少你的后期工作。

合成

該過(guò)程的這一部分可能是最重要的部分。在這里，可以修復(fù)很多錯(cuò)誤，也可以進(jìn)行較大的更改，然后將其重新傳輸?shù)劫Y產(chǎn)中，以使工作流程更流暢。

渲染時(shí)，請(qǐng)確保使用AOV，以便可以分別調(diào)整reflections/specular/sss/etc separetely。

我將渲染圖與參考并排放置?，F(xiàn)在，我可以看到渲染得到的接近程度以及為獲得相同等級(jí)需要進(jìn)行哪些更改。

首先，我對(duì)整體對(duì)比度進(jìn)行評(píng)定。使用Nuke時(shí)，我使用“ colorLookup”節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)提供曲線以控制整個(gè)和每個(gè)RGB通道。

一個(gè)小技巧：將圖像轉(zhuǎn)換為帶有“l(fā)og2lin”節(jié)點(diǎn)的grade節(jié)點(diǎn)之前的log colorspace。這樣可以更好地控制顏色曲線。然后將其轉(zhuǎn)換回linear colorspace ，之后將“ log2lin”節(jié)點(diǎn)反轉(zhuǎn)。

總體成績(jī)良好后，我將分別分析每個(gè)顏色通道。

通過(guò)分別查看每個(gè)通道，我可以調(diào)整每個(gè)通道的顏色曲線，直到獲得盡可能接近的匹配為止。首先，我主要是看皮膚的對(duì)比度和光值。

對(duì)于電影膠片，通常會(huì)進(jìn)行一些軟剪切，使高光降低，同時(shí)仍保持與圖片其他部分相同的強(qiáng)度。在nuke中，你可以執(zhí)行“ softClip”節(jié)點(diǎn)。你也可以使用曲線手動(dòng)進(jìn)行。

在分級(jí)過(guò)程中，你會(huì)注意到照明是否需要調(diào)整。顏色或強(qiáng)度可能需要調(diào)整。如果你對(duì)分級(jí)進(jìn)行的更改過(guò)于劇烈，可能需要先在照明上進(jìn)行一些平衡工作。

分級(jí)之后，得到與我們的參考非常相似的圖像。

我還添加了一些顆粒和鏡頭失真，我只是向紅色通道添加了一些隨機(jī)的低值，然后為綠色添加了更多，對(duì)藍(lán)色通道添加了更多。足夠低，因此它不會(huì)在最終圖像中彈出。

最后，我添加了一點(diǎn)點(diǎn)細(xì)膩感，這種效果實(shí)際上發(fā)生在相機(jī)中。在某些方面比其他方面更多。但是通常需要在變暗的膠片邊緣周圍使用遮罩。

我決定最終裁剪圖像，以使其更好地進(jìn)行查看。所以現(xiàn)在它更像是人像而不是膠卷畫(huà)面。

這是圖像的最終版本。