模型材质篇之Maya卡通角色制作

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1.原画设定有朋友说过，一看我的3D教程设定就觉得是中国风格的，这多少带有一点贬义：中国风格，其实也就是没有风格（当然这不是说传统的水墨画和剪纸）。因为我不是很喜欢欧美的小关节肌肉男或者裸女野兽派，也不太热衷于日式的“萌系”造型，所以会按自己的一种审美角度来创作。



2.三维建模草草绘制了一个人物的正侧面设定图，导入maya中进行参考。


3.比例设定  尽管已经熟透maya的建模命令，但很久没接触角色建模，花了两天的时间才完成卡通角色的基本造型。我通常都是按模型：实物=1：10进行，也就是现实1.7米高的角色，在maya中模型高度是17厘米。

4.模型完成  角色模型完成后，平展UV，然后是给人物穿衣服—在人体模型的基础上建模。人物发型的制作我一直犹豫不定，考虑到使用模型块来制作面片头发很难表现发丝细节，因此最后采用的是maya的hair动力学系统。

5.贴图烘焙尽管是卡通角色，但也不能随便用个ramp材质填充纯色来凑数，认真的绘制一些细节还是很有必要的。我首先将模型进行二级圆滑，将环境闭塞OCC贴图烘焙出来。
选择模型，按键盘上的3键，然后执行Modify->Convert->SmoothMeshPreview to Polygons。这个结果就相当于通常smooth的二级细分，只是它会自动关闭保持边界边（keepBorder为Off），尽量使模型所有部分得到圆滑。

其实不单是OCC贴图，很多灯光贴图都可以通过MentalRay渲染器进行烘焙，maya自己的softWare烘焙方式已近乎淘汰了，因为它实在存在太多问题。烘焙好的OCC因为计算了物体间的影响，一些容易暴露在光线照明中的部位会显得很奇怪，尤其是会发生动画的部分，因此往往都需要对烘焙的贴图进行一些修改，除非你只是制作静帧效果或者用于游戏。
如果不在贴图中使用OCC效果，也可以通过分层渲染而在后期合成中使用。当然，后期的方法效果更好，但花费的渲染时间也就更多。6.贴图绘制   将二次圆滑后的模型导出为FBX格式，然后使用C4D打开。之前烘焙好的OCC贴图，经过photoshop的修改后（滤镜模糊化），导入到C4D材质中作为贴图参考。C4D绘制模型贴图很方便，它的即时显示速度也很快。C4D绘制贴图的功能集中于Bodypaint模块中，它的一些软件操作和maya很像，不过由于有类似photoshop那样的图层管理，所以常作为绘制贴图的工具来使用。

7.视图观察   在Maya中，使用SurfaceShader材质即可看到不含灯光和材质的纯贴图效果（C4D中只要在视图的“显示”菜单中选择“常量着色”即可）。

8.卡通材质卡通材质有很多种制作方法，但为了避免各种麻烦，我直接使用maya的rampshader（渐变材质或称梯度材质）。使用ramp材质，选择Brightness的ColorInput模式即可，某些情况下可能会用到NormalizedBrightness，它和Brightness的区别在于当场景所有灯光同时增强时，明暗过渡不会发生改变（也就是不会因为灯光过强而产生生硬的明暗过渡，明暗之间依旧是柔和的过渡），只有个别灯光发生相对强度变化时，采用NormalizedBrightness的方式，才产生明暗偏移。将贴图直接连到ramp材质的color通道上，作为材质的基本色。使用两个remapColor（色彩重绘）工具节点，用于对贴图进行色相，明度的控制，用于卡通材质的暗部或者过渡区域。RemapColor节点的功能也就相当于Photoshop中的“色阶”和“曲线”，虽然控制起来有点麻烦。
卡通角色的眼睛较为简单，我就不打算按真实眼睛那样划分晶状体，虹膜之类的结构，因此我使用一个稍大的球体包住眼球，贴图使用带透明通道的白色圆点作为眼球上的高光。创意设计

通过效果对比，最终我并没有使用OCC贴图，而是以卡通材质+纯色贴图，配合多通道进行。毕竟动画合成中，后期的作用也是很大的。9.卡通线条  选择模型，执行Toon->AssignOutline->AddNewToonOutline，加入笔刷特效。将ProfileLines设置为OffsetMesh，可以得到更细腻的卡通轮廓线，缺点就是会产生多个复制的模型，增加场景计算量，尤其是使用mentalRay进行渲染时。

10.渲染器使用通常卡通材质使用MayaSoftware进行渲染，因为无论是速度还是质量上，它都优于mentalRay。不过，MayaSoftware也存在一个很严重的不足，那就是当距离摄像机较远时，模型相互贴近的地方会发生穿透现象，即使提高渲染采样，也很难解决这个问题；如果发生这种情况，那我们就只能通过mentalRay来解决这些镜头渲染的问题。11.Hair的渲染
由于使用了带PE（笔刷特效）的hair系统，那么如何对它进行渲染则是一个很值得研究的问题。对于MayaSoftware，hair是作为后期渲染加入的，就和辉光、笔刷特效一样，因此只支持灯光的深度贴图阴影，无法渲染头发的反射；而MentalRay渲染PE，可支持反射和光线追踪成影，并且在使用光线追踪时效率很高，不过在头发细节上稍逊于Mayasoftware。我们可以在渲染设置中，选择mentalRay针对hair渲染的预设，速度会相当快（通常是MayaSoftWare的两倍上）。不过，如果头发数量过多，mentalRay会占用大量内存，导致渲染速度大幅度降低，因为它是将头发丝当作模型个体来计算的。根据效果和时间，来选择合适的渲染器进行。
此工程中，MayaSoftware渲染头发是每帧5分钟，mentalRay是每帧3分钟 ；但如果执行单帧渲染，mentalRay渲染则会因为内存不足而中断。

12.最终效果通过分层渲染设置，将卡通角色模型和被遮罩的头发分别渲染，进行后期合成。


卡通角色的头部，往往因为强调可爱的五官，尤其是眼睛，会极大的影响到整个头部的形体轮廓。大眼睛的卡通人物造型，在处理眼眶和面部的关系时，一般有三种制作方法：1.使用图片序列的形式将眼睛动画作为面部的材质贴图使用；2.使用扁球体制作眼球；3.使用大球体的一部分制作眼球。
前两种在制作眼球转动时会较为困难，因此我选择后者。