今天將由Unity的Demo團(tuán)隊(duì)的CG和VFX藝術(shù)家Zdravko Pavlov帶領(lǐng)大家了解攝影制圖資源、樹木以及VFX的創(chuàng)作過(guò)程。

攝影制圖法工作流

我曾經(jīng)在《Viking Village》、《The Blacksmith》和《ADAM》項(xiàng)目中參與過(guò)粒子效果、剛體動(dòng)力學(xué)和布料模擬的創(chuàng)作。然而《死者之書》項(xiàng)目則有些不同，這個(gè)項(xiàng)目中我需要使用攝影制圖法創(chuàng)建多個(gè)環(huán)境資源，這是一個(gè)全新的領(lǐng)域。

網(wǎng)絡(luò)上有很多文章是關(guān)于使用擁有攝影制圖法，多數(shù)文章會(huì)說(shuō)，你需要數(shù)碼單反相機(jī)和帶有50mm定焦鏡頭的相機(jī)。但是我沒(méi)有這樣的設(shè)備，所以我決定使用自己的Sony a7II相機(jī)來(lái)做初步測(cè)試，這個(gè)相機(jī)有16mm-35mm變焦鏡頭， 像素為24MP，沒(méi)有反光鏡。但這個(gè)相機(jī)正好適合接下來(lái)的工作。

更寬的鏡頭會(huì)帶來(lái)更多的失真效果，但攝影制圖軟件會(huì)很好地處理這個(gè)問(wèn)題。定焦鏡頭會(huì)較為僵硬，而從理論上說(shuō)，它會(huì)帶來(lái)更清晰的圖像。如果你在一個(gè)受控的工作室環(huán)境中進(jìn)行掃描，定焦鏡頭的效果其實(shí)很棒，在這樣的環(huán)境下，我會(huì)大力推薦定焦鏡頭。在戶外的時(shí)候，能夠使用高質(zhì)量變焦鏡頭來(lái)給想要的對(duì)象進(jìn)行構(gòu)圖將有助于之后的制作。

下面是我使用攝影制圖法初期進(jìn)行的一些探索。
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我嘗試了多數(shù)熱門的攝影制圖軟件，其中一些效果不錯(cuò)。我選擇的是RealityCapture，因?yàn)樗哂惺謨?yōu)秀的性能，能夠處理大量圖片而又不至于耗盡內(nèi)存，它還能從圖片中重構(gòu)大量細(xì)節(jié)。我由此得到了多個(gè)模型，有時(shí)候模型有多達(dá)1.85億個(gè)三角形，它們都能以PLY格式成功導(dǎo)出。
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這個(gè)數(shù)目已經(jīng)超出了預(yù)期，甚至稍微達(dá)到了極端。多數(shù)重構(gòu)內(nèi)容最后大約有5000～9000萬(wàn)個(gè)三角形。我一開(kāi)始使用的是GeForce 980Ti顯卡，后來(lái)?yè)Q成GeForce 1080顯卡，這樣能給我?guī)?lái)一些性能的提升。

我還將相機(jī)換成了Sony aRII，像素為42MP，帶有PlanarT*FE50mmF1.4ZA鏡頭。然而使分辨率變成原來(lái)的2倍并使用高級(jí)的清晰主鏡頭，并沒(méi)給我?guī)?lái)所期待的驚艷效果。

一方面，更長(zhǎng)也更狹窄的主鏡頭意味著需要退后幾步才能使圖像重疊，用來(lái)進(jìn)行畫面重構(gòu)。當(dāng)我們?cè)谏种袝r(shí)，不一定這樣做，因?yàn)闃淞种羞€有其它樹木、灌木等障礙。這還意味著我們必須管理、存儲(chǔ)和處理原有2倍的千兆級(jí)圖像數(shù)據(jù)。但盡管如此，還是不一定能得到更高分辨率的掃描結(jié)果。更多的圖片才能得到這樣的結(jié)果，所以使用24MP像素更容易控制。
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我使用了PLY格式來(lái)導(dǎo)出高密度的幾何形狀。RealityCapture的PLY導(dǎo)出器沒(méi)有縮放功能和坐標(biāo)軸方向控制，所以PLY格式文件總會(huì)過(guò)大、旋轉(zhuǎn)方向不對(duì)。需要自己解決這個(gè)問(wèn)題。

多數(shù)軟件不能處理幾千萬(wàn)這個(gè)數(shù)量的多邊形，所以我僅僅存儲(chǔ)文件，使用RealityCapture的抽取功能制作出相同模型的低多邊形版本。得到的模型大概有100萬(wàn)個(gè)三角面。這樣的模型能在Zbrush、MeshLab或其它建模軟件中打開(kāi)進(jìn)行重拓?fù)洳僮鳌８鶕?jù)不同模型，需要使用了不同的重拓?fù)浞椒āＮ医?jīng)常使用的是ZRemesher，有時(shí)候則手動(dòng)處理。
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我使用xNormal來(lái)烘焙紋理。xNormal不會(huì)受到數(shù)億三角形的影響，可以輕松處理它們。我使用頂點(diǎn)顏色信息來(lái)烘焙漫反射紋理。高多邊形中的頂點(diǎn)密度完全足夠用來(lái)制作干凈清晰的紋理，不需要任何頂點(diǎn)間的補(bǔ)間。

如果你的密度云不夠密集，或是有區(qū)域丟失，如下圖所示。從照片投射紋理可以給這些區(qū)域帶來(lái)更多細(xì)節(jié)。
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有些區(qū)域是無(wú)法觸碰到的

多數(shù)攝影制圖教程會(huì)告訴我們?cè)趻呙枰粋€(gè)對(duì)象時(shí)，最好能避免直接刺眼的光照和陰影。如果你要捕獲的是塊小石頭，你可以將它帶到陰涼處或甚至是工作室里，使用柔光盒和轉(zhuǎn)盤來(lái)方便掃描。對(duì)于樹木來(lái)說(shuō)則不需要那樣做，所以我會(huì)查看天氣預(yù)報(bào)，希望能遇到多云的天氣。然而即使在陰天，仍會(huì)有陰影和環(huán)境遮蔽。

這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)Unity的DeLighting工具解決。只需要一個(gè)法線貼圖、彎曲的法線貼圖和烘焙AO即可。它可以在消除陰影的同時(shí)保持漫反射值不變。
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DeLighting實(shí)際使用效果

我們得到的資源后導(dǎo)入U(xiǎn)nity中，測(cè)試動(dòng)態(tài)光照和著色器。
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需要注意得是，有時(shí)候我們不一定能采集到模型的所有部分，也不一定能得到所有角度的畫面。也許會(huì)遇到時(shí)間不夠或是電量即將耗盡這樣的情況，所以我們會(huì)忽略一些東西，可能一直到回到家開(kāi)始處理數(shù)據(jù)時(shí)才發(fā)現(xiàn)這個(gè)情況。我在這個(gè)過(guò)程中犯了很多那樣的錯(cuò)誤，但我通過(guò)使用Substance Painter來(lái)克隆特征并修復(fù)丟失的數(shù)據(jù)，挽救了部分作品。
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實(shí)際游戲資源

《死者之書》創(chuàng)作周期很短，所以部分工作外包給了環(huán)境藝術(shù)家Tihomir Nyagolov，他對(duì)環(huán)境進(jìn)行了白盒建模。我們?cè)诟浇纳种胁杉瘮z影制圖數(shù)據(jù)，這些工作自然地轉(zhuǎn)為制作最終游戲資源上來(lái)。我沒(méi)有環(huán)境藝術(shù)的背景，對(duì)處理游戲優(yōu)化、LOD等都毫無(wú)經(jīng)驗(yàn)。Tihomir Nyagolov使用GrowFx已經(jīng)創(chuàng)建了一些樹木的占位符，所以我從這里開(kāi)始接手工作并從中學(xué)習(xí)。

GrowFX是個(gè)十分強(qiáng)大而功能全面的工具，可以用來(lái)創(chuàng)建多種植被。它能夠與場(chǎng)景中的其它對(duì)象交互，可以實(shí)現(xiàn)各種獨(dú)特而自然的效果。構(gòu)建過(guò)程不會(huì)考慮游戲資源創(chuàng)建，足夠靈活。
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《死者之書》中的樹林原本主要是針葉樹。我尋找并掃描了一些樹木。然后將GrowFX創(chuàng)作縫合到已掃描模型上。最后的樹干由掃描的模型和獨(dú)特的紋理組成，較低部分縫合到了程序化生成樹干，一直到頂部的剩余部分則使用可平鋪紋理。
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底部的一小部分被克隆到紋理頂部，使之變成可平鋪紋理

在石塊和樹干上進(jìn)行攝影制圖是一回事，二手手游賣號(hào)掃描松葉完全又是另一回事。在這里我使用了Quixel，它給我們提供了精美的掃描地圖集。Quixel的工作人員與我們合作，為《死者之書》制作了大量小型資源，例如：草地、灌木和碎片等。

我們可以使用Quixel Megascans的地圖集，但對(duì)于類似《死者之書》的實(shí)時(shí)項(xiàng)目中，我們需要做一些優(yōu)化。優(yōu)化包括構(gòu)建大型元素，例如：樹枝、樹頂?shù)?#xff0c;將這些元素排列成新的紋理、為法線貼圖轉(zhuǎn)換初始掃描數(shù)據(jù)、位移和傳輸?shù)取?/span>

已有的Megascans法線數(shù)據(jù)略有修改，從而給出偽造的總體體積印象。
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我使用不同的法線編輯方法，例如：Normal Thief和其它自定義3DSMax構(gòu)建腳本，用來(lái)將樹枝與樹干混合起來(lái)。
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調(diào)整頂點(diǎn)法線，使之能夠與樹干混合

通過(guò)使用這個(gè)方法，可以制作不同類型的針葉樹。
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風(fēng)

我們想要森林富有生氣，所以風(fēng)是一個(gè)關(guān)鍵要素。我們的環(huán)境藝術(shù)家Julien Heijmans設(shè)計(jì)了基于頂點(diǎn)著色器的風(fēng)動(dòng)畫解決方案，樹林則基于這個(gè)方案而設(shè)置。

創(chuàng)建矢量場(chǎng)有很多不同的方法。在熟悉了Chaosgroup流體處理器和PhoenixFD后，我決定看看能從中得到什么樣的可用數(shù)據(jù)導(dǎo)入U(xiǎn)nity。我導(dǎo)出場(chǎng)景模型，將它以FBX格式放進(jìn)3DS Max中，然后在其中運(yùn)行一些流體，流體會(huì)在植被周圍打轉(zhuǎn)然后產(chǎn)生旋風(fēng)效果。較大樹木會(huì)擋住小型植被，所以效果在這里不會(huì)那么突出。
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PhoenixFD流速通道的一些片段

我使用集成的PhoenixFD回放控件循環(huán)操作模擬的序列。然后通過(guò)PhoenixFD Texmap讀取矢量信息，將其標(biāo)準(zhǔn)化處理并作為漫反射紋理插入程序化創(chuàng)建的等值面。
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矢量信息通過(guò)PhoenixFD Texmap讀取，標(biāo)準(zhǔn)化處理并作為漫反射紋理插入

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一個(gè)模擬效果的水平片段示例

渲染圖像序列會(huì)被導(dǎo)入到Unity中組合最后的紋理圖集。我過(guò)去使用After Effects完成這個(gè)工作，但現(xiàn)在Unity擁有一個(gè)十分方便的Image Sequencer工具，它能自動(dòng)完成這個(gè)工作。這是由Unity在巴黎的GFX團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的全新VFX工具。
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Image Sequencer的實(shí)際使用效果

創(chuàng)建的紋理圖集會(huì)放到場(chǎng)景中，我制作了一個(gè)小方框用來(lái)定義模擬效果的邊界，并將其用來(lái)作為位置的參照物。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)推動(dòng)了預(yù)告片中一些鏡頭的視覺(jué)效果。如果你正使用Unity進(jìn)行影視制作，我推薦使用這個(gè)方法。它會(huì)插入主程序頂點(diǎn)著色器的風(fēng)動(dòng)畫解決方案中，這個(gè)方案是由我們技術(shù)主管Torbjorn Laedre為該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，它用在預(yù)告片中的多個(gè)場(chǎng)景中，也在GDC上展示的主機(jī)版本中得到使用。后續(xù)文章中，Julien和Torbjorn將向你分享更多關(guān)于處理風(fēng)和最后方案的方法。
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Unity中的動(dòng)畫矢量場(chǎng)

蜂巢

下面是項(xiàng)目早起，我對(duì)蜂巢的概念畫出了大致構(gòu)圖。
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使用MultiScatter制作并用V-Ray渲染的概念驗(yàn)證

在完成最初的設(shè)計(jì)后，開(kāi)始構(gòu)建大量在游戲中使用的元素和 Unity資源。
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使用pflow為蜂巢創(chuàng)建了一些群集

在Unity中組成的早期蜂巢原型

癲狂之人

對(duì)于癲狂之人群體，我對(duì)軀體變體進(jìn)行了一些探索。我使用了Chaosgroup的PhoenixFD，運(yùn)行了流體煙霧模擬。然后切開(kāi)癲狂之人形狀，并基于流體溫度創(chuàng)建了一個(gè)等值面。
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PhoenixFD制作的一些形狀探索

這個(gè)方法可以快速預(yù)覽不同的形狀，它會(huì)用作常規(guī)參考。

液滴效果

為了實(shí)現(xiàn)癲狂之人面部的液滴效果，我使用了PhoenixFD。我制作了概念藝術(shù)的小驗(yàn)證用來(lái)展示，說(shuō)明我們能通過(guò)粘稠液體所能實(shí)現(xiàn)的效果。
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驗(yàn)證PhoenixFD的翻轉(zhuǎn)處理器適用于制作液滴效果

我對(duì)總體結(jié)果和流體動(dòng)畫比較滿意，所以繼續(xù)設(shè)置真實(shí)模型。我的目標(biāo)是防止模擬效果形成太多的分離部分和液滴。我得到生成模型序列的其中一個(gè)，然后對(duì)它進(jìn)行重拓?fù)?#xff0c;制作UV并使用WRAP3來(lái)將其投射到序列中剩下的形狀。最后我得到了一系列使用相同拓?fù)涞幕旌闲螤睢?/span>
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Unity中的混合形狀

我也嘗試在一些樹干上運(yùn)行液滴模擬效果。
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最后的項(xiàng)目中我們沒(méi)有使用這些效果。然而這是個(gè)不錯(cuò)的方法，可以用來(lái)為掃描模型添加一些細(xì)節(jié)。

小結(jié)

《死者之書》中攝影制圖資源、樹木以及VFX的創(chuàng)作過(guò)程就分享到這里，后續(xù)我們將深入了解《死者之書》中的環(huán)境藝術(shù)創(chuàng)作過(guò)程，盡請(qǐng)關(guān)注! 更多Unity項(xiàng)目創(chuàng)作經(jīng)驗(yàn)分享盡在Unity官方中文論壇(UnityChina.cn)!

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的揭秘《死者之书》之环境资源及特效创作的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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