在揭秘《死者之書》的創(chuàng)作過程中，我們已經(jīng)分享了：

　　揭秘《死者之書》之概念藝術(shù)

　　揭秘《死者之書》之角色資源創(chuàng)作

　　今天將由Unity的Demo團隊的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)作過程。

　　攝影制圖法工作流

　　我曾經(jīng)在《Viking Village》、《The Blacksmith》和《ADAM》項目中參與過粒子效果、剛體動力學(xué)和布料模擬的創(chuàng)作。然而《死者之書》項目則有些不同，這個項目中我需要使用攝影制圖法創(chuàng)建多個環(huán)境資源，這是一個全新的領(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)文章會說，你需要數(shù)碼單反相機和帶有50mm定焦鏡頭的相機。但是我沒有這樣的設(shè)備，所以我決定使用自己的Sony a7II相機來做初步測試，這個相機有16mm-35mm變焦鏡頭， 像素為24MP，沒有反光鏡。但這個相機正好適合接下來的工作。

　　更寬的鏡頭會帶來更多的失真效果，但攝影制圖軟件會很好地處理這個問題。定焦鏡頭會較為僵硬，而從理論上說，它會帶來更清晰的圖像。如果你在一個受控的工作室環(huán)境中進行掃描，定焦鏡頭的效果其實很棒，在這樣的環(huán)境下，我會大力推薦定焦鏡頭。在戶外的時候，能夠使用高質(zhì)量變焦鏡頭來給想要的對象進行構(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行的一些探索。

　　我嘗試了多數(shù)熱門的攝影制圖軟件，其中一些效果不錯。我選擇的是RealityCapture，因為它具有十分優(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)大量細節(jié)。我由此得到了多個模型，有時候模型有多達1.85億個三角形，它們都能以PLY格式成功導(dǎo)出。

　　這個數(shù)目已經(jīng)超出了預(yù)期，甚至稍微達到了極端。多數(shù)重構(gòu)內(nèi)容最后大約有5000～9000萬個三角形。我一開始使用的是GeForce 980Ti顯卡，后來換成GeForce 1080顯卡，這樣能給我?guī)硪恍┬阅艿奶嵘?/p>

　　我還將相機換成了Sony aRII，像素為42MP，帶有PlanarT*FE50mmF1.4ZA鏡頭。然而使分辨率變成原來的2倍并使用高級的清晰主鏡頭，并沒給我?guī)硭诖捏@艷效果。

　　一方面，更長也更狹窄的主鏡頭意味著需要退后幾步才能使圖像重疊，用來進行畫面重構(gòu)。當我們在森林之中時，不一定這樣做，因為樹林中還有其它樹木、灌木等障礙。這還意味著我們必須管理、存儲和處理原有2倍的千兆級圖像數(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。

　　我使用了PLY格式來導(dǎo)出高密度的幾何形狀。RealityCapture的PLY導(dǎo)出器沒有縮放功能和坐標軸方向控制，所以PLY格式文件總會過大、旋轉(zhuǎn)方向不對。需要自己解決這個問題。

　　多數(shù)軟件不能處理幾千萬這個數(shù)量的多邊形，所以我僅僅存儲文件，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100萬個三角面。這樣的模型能在Zbrush、MeshLab或其它建模軟件中打開進行重拓撲操作。根據(jù)不同模型，需要使用了不同的重拓撲方法。我經(jīng)常使用的是ZRemesher，有時候則手動處理。

　　我使用xNormal來烘焙紋理。xNormal不會受到數(shù)億三角形的影響，可以輕松處理它們。我使用頂點顏色信息來烘焙漫反射紋理。高多邊形中的頂點密度完全足夠用來制作干凈清晰的紋理，不需要任何頂點間的補間。

　　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)域帶來更多細節(jié)。

　　有些區(qū)域是無法觸碰到的

　　多數(shù)攝影制圖教程會告訴我們在掃描一個對象時，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)盤來方便掃描。對于樹木來說則不需要那樣做，所以我會查看天氣預(yù)報，希望能遇到多云的天氣。然而即使在陰天，仍會有陰影和環(huán)境遮蔽。

　　這個問題可以通過Unity的DeLighting工具解決。只需要一個法線貼圖、彎曲的法線貼圖和烘焙AO即可。它可以在消除陰影的同時保持漫反射值不變。

　　DeLighting實際使用效果

　　我們得到的資源后導(dǎo)入Unity中，測試動態(tài)光照和著色器。

　　需要注意得是，有時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。也許會遇到時間不夠或是電量即將耗盡這樣的情況，所以我們會忽略一些東西，可能一直到回到家開始處理數(shù)據(jù)時才發(fā)現(xiàn)這個情況。我在這個過程中犯了很多那樣的錯誤，但我通過使用Substance Painter來克隆特征并修復(fù)丟失的數(shù)據(jù)，挽救了部分作品。

　　實際游戲資源

　　《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，他對環(huán)境進行了白盒建模。我們在附近的森林中采集攝影制圖數(shù)據(jù)，這些工作自然地轉(zhuǎn)為制作最終游戲資源上來。我沒有環(huán)境藝術(shù)的背景，對處理游戲優(yōu)化、LOD等都毫無經(jīng)驗。Tihomir Nyagolov使用GrowFx已經(jīng)創(chuàng)建了一些樹木的占位符，所以我從這里開始接手工作并從中學(xué)習(xí)。

　　GrowFX是個十分強大而功能全面的工具，可以用來創(chuàng)建多種植被。它能夠與場景中的其它對象交互，可以實現(xiàn)各種獨特而自然的效果。構(gòu)建過程不會考慮游戲資源創(chuàng)建，足夠靈活。

　　《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。

　　底部的一小部分被克隆到紋理頂部，使之變成可平鋪紋理

　　在石塊和樹干上進行攝影制圖是一回事，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，但對于類似《死者之書》的實時項目中，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)?，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?/p>

　　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。

　　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，用來將樹枝與樹干混合起來。

　　調(diào)整頂點法線，使之能夠與樹干混合

　　通過使用這個方法，可以制作不同類型的針葉樹。

　　風(fēng)

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

　　創(chuàng)建矢量場有很多不同的方法。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Unity。我導(dǎo)出場景模型，將它以FBX格式放進3DS Max中，然后在其中運行一些流體，流體會在植被周圍打轉(zhuǎn)然后產(chǎn)生旋風(fēng)效果。較大樹木會擋住小型植被，所以效果在這里不會那么突出。

　　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PhoenixFD Texmap讀取矢量信息，將其標準化處理并作為漫反射紋理插入程序化創(chuàng)建的等值面。

　　矢量信息通過PhoenixFD Texmap讀取，標準化處理并作為漫反射紋理插入

　　一個模擬效果的水平片段示例

　　渲染圖像序列會被導(dǎo)入到Unity中組合最后的紋理圖集。我過去使用After Effects完成這個工作，但現(xiàn)在Unity擁有一個十分方便的Image Sequencer工具，它能自動完成這個工作。這是由Unity在巴黎的GFX團隊開發(fā)的全新VFX工具。

　　Image Sequencer的實際使用效果

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

　　這個實驗推動了預(yù)告片中一些鏡頭的視覺效果。如果你正使用Unity進行影視制作，我推薦使用這個方法。它會插入主程序頂點著色器的風(fēng)動畫解決方案中，這個方案是由我們技術(shù)主管Torbjorn Laedre為該項目開發(fā)，它用在預(yù)告片中的多個場景中，也在GDC上展示的主機版本中得到使用。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。

　　Unity中的動畫矢量場

　　蜂巢

　　下面是項目早起，我對蜂巢的概念畫出了大致構(gòu)圖。

　　使用MultiScatter制作并用V-Ray渲染的概念驗證

　　在完成最初的設(shè)計后，開始構(gòu)建大量在游戲中使用的元素和 Unity資源。

　　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

　　對于癲狂之人群體，我對軀體變體進行了一些探索。我使用了Chaosgroup的PhoenixFD，運行了流體煙霧模擬。然后切開癲狂之人形狀，并基于流體溫度創(chuàng)建了一個等值面。

　　PhoenixFD制作的一些形狀探索

　　這個方法可以快速預(yù)覽不同的形狀，它會用作常規(guī)參考。

　　液滴效果

　　為了實現(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)的小驗證用來展示，說明我們能通過粘稠液體所能實現(xiàn)的效果。

　　驗證PhoenixFD的翻轉(zhuǎn)處理器適用于制作液滴效果

　　我對總體結(jié)果和流體動畫比較滿意，所以繼續(xù)設(shè)置真實模型。我的目標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，然后對它進行重拓撲，制作UV并使用WRAP3來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撲的混合形狀。

　　Unity中的混合形狀

　　我也嘗試在一些樹干上運行液滴模擬效果。

　　最后的項目中我們沒有使用這些效果。然而這是個不錯的方法，可以用來為掃描模型添加一些細節(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)作過程，盡請關(guān)注!