如何创建逼真的3D头发和毛发

How to create realistic 3D hair and fur

在艺术和技术上,创造逼真和令人愉悦的头发和毛发是CG中最大的挑战之一。艺术家试图根据概念或他们必须提供的任何参考来创造一个可信的发型或皮草。

我想创建一个头发系统,可以很容易地在不同的动画场景中使用,并保持与角色的完整性。在动力学和碰撞方面,它还必须满足项目的要求。

在本教程中,我将使用Yeti,一个Maya的头发插件,但是
委托人适用于任何软件和管道。我将为我自己设计,建模和纹理的可爱怪物创造头发和毛皮。我将它视为动画项目的角色而不仅仅是静止图像,因此我将尝试考虑项目中可能出现的所有技术问题。

第一步

当我要重现像CG中的头发这样的现实世界现象时,第一步是研究它:与我的CG角色相似的真人(或动物)的平均头发数是多少?头发在不同条件下如何相互作用 - 湿润,油腻或干燥?

下一步是分析角色并选择最佳头发解决方案,根据头发长度和密度应用分割,并定义头发流量。这两个步骤是所有管道中最常见,最重要的步骤。

最后一条经验法则:一切都是相对的 - 没有绝对值,总有一定程度的随机化。多样性是实现自然妆容的关键。

01.研究头发

How to create realistic 3D hair and fur

该图说明了为什么以及如何在创建逼真的发型时,丛生和子丛生是重要的

通常,自然物体的有机外观背后存在逻辑。如果要重新创建自然,第一步是找到并复制该逻辑。研究列奥纳多达芬奇的笔记本和绘画:他从自然界观察到的理论和绘制图表的能力是鼓舞人心的。

在这里,我制作了一个如何在3D中重新创建头发的图表。它说明了为什么以及如何在创造逼真的发型时,丛生和子丛生是重要的。

02.头发流动和分割

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将毛发分成不同的部分在管道中是必不可少的

在我的管道中,将毛发分成不同的部分是必不可少的。这种方法有一些优点 - 例如,它可以帮助您更有条理,更专注于每个部分。此外,它还允许您仅针对需要它们的区域选择动态。

因为短发需要更高的数量来掩盖表面,所以将它们分成单独的部分并独立管理头发计数是合理的。我还在一个过度绘制的草图中定义了头发流动。

03.修饰短发

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修饰涉及在必要的位置创建指南

修饰涉及在必要的位置和正确的方向创建指南。默认情况下,Yeti植物在顶点处引导,但我也可以将它们放在表面上的任何地方。我在需要它们的地方种植指南,而不是在每个顶点。

随着我创建导游和他们的流程的进展,我也给他们一些弯曲。指南的长度也决定了发束的长度,所以我做了一些长度变化以获得更好的效果。

04.修饰长毛

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长发需要更多的形状和曲率变化

修剪长发与短发相同,关于指南应放置的位置和流动方式。但是长发需要更多的形状和曲率变化。弯曲方向和流向
是两件不同的事情。

具有相同流动方向的导向器可以具有不同的甚至相反的弯曲方向。我使用新郎节点属性中提供的不同工具来应用流向和弯曲方向。

05.设置短发

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根据短毛的毛发分割绘制密度贴图

我根据头发分割绘制了一张密度图,用于脸部和手部的短发。我认为Yeti基于节点的方法是关于它的最好的方法之一。我使用我已经创建的短发并整理以定义头发长度和梳理。我对Comb和Clump节点的重量应用了一些随机化,并在Clump节点中为flyaway毛发添加了一个值。

06.设置长毛

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最后一套头发使用Groom梳理并且聚集到第二套头发中

在这里你可以看到我之前解释过的内容。我使用长发新郎设置来确定头发长度,然后梳理并结束第一组头发。使用Groom梳理第二套头发并将其结块到第一套头发中。

最后,使用Groom梳理最后一组头发并将其聚集到第二套头发中。我在梳子和团块重量中应用了一些随机化,并添加了一些飞行器以获得更多变化和自然外观。

07.绘画属性

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Yeti有一个很好的选择,可以在Maya中绘制称为属性绘制的权重贴图

Yeti有一个很好的选择,可以在Maya中绘制称为属性绘制的权重贴图。我使用此选项来绘制重量贴图并控制头发设置中的结块重量,这有助于增加多样性并创造更自然的头发。

新郎节点包含用于在每个指南底部的白色圆圈上绘制属性的工具和选项。通过绘制值,圆的颜色会变为等效的灰色。

08.纠正梳理

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现在是时候做一些测试渲染了

当我在Yeti的图表编辑器中完成修饰和设置头发时,是时候做一些测试渲染了。我喜欢尝试其他姿势,并检查模型变形后我的头发设置。

我在T-posed角色的修饰和发型看起来似乎很好,但不能保证他们会为不同的姿势工作。 Yeti允许我对主要新郎进行矫正梳理,以达到任何姿势的最佳风格。

09.头发的颜色

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涂漆时要始终考虑头发长度

我总是试图大胆地为我的调色板选择颜色。我喜欢在均衡的成分中使用高饱和度的互补色。在开始纹理绘画之前,我在Photoshop中做了很多过度绘画,尝试了不同的颜色组合,色调和图案。我总是考虑头发的长度,因为如果我为长头发绘制非常精细的细节,就有可能完全错过它们或在渲染阶段获得一个奇怪的图像。

10.着色和渲染

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Arnold的头发着色器可以选择根部和笔尖颜色

我使用Arnold进行渲染,因为它的物理精确算法和快速渲染头发和毛发。 Arnold的头发着色器,就像它的大多数等同物一样,有根和尖端颜色的选项,我给它们分配了我画过的颜色图。

对于初级镜面反射,我使用重量轻,光泽度低的颜色来重现每条线内的光散射。次镜面具有白色,具有更多的重量和光泽度,可产生光反射

Rouhollah Toghyani

Rouhollah Toghyani是一位总部设在伊朗的CG艺术家。他拥有传统艺术背景,目前在视频游戏和动画行业担任3D角色和概念艺术家。这篇文章最初出现在3D世界问题181。

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