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【新手入門】3D 動畫、遊戲、特效基本概念及製作流程懶人包

身為動畫或是電影迷的你,是否不只滿足於觀影娛樂,而夢想著有朝一日成為創作的一份子呢?大多數人夢寐以求的動畫、特效及遊戲公司,像是皮克斯、ILM、Ubisoft 等等,都打造了《玩具總動員》、《復仇者聯盟》、《刺客教條》等令人為之一亮的作品。而想踏入這樣的創作領域,光會畫畫和創作還不夠看;搶先一步掌握電腦繪圖的製作技術,才能踏入數位創作的洪流啊!若你有這般的夢想,卻又不知道從何開始,這篇絕對適合你。藉由國外網站 The Rookies 整理的 3D 創作流程懶人包,帶你從 3D 藝術的基本概念及術語開始學習,並了解整體的創作流程。  

1. 概念設計(Concept 

不論是要做 3D 角色、場景或是物件,第一個步驟都是先確認想法-你想要製作怎樣的場景或角色?這個階段,基本上是決定一個遊戲或作品成敗的關鍵;你不需要有超厲害的繪製技巧,只需要確定你想要讓觀眾看到怎樣的作品。下圖為不同風格的概念設計圖,基本上許多動畫或遊戲公司,都將概念設計設為一個全職的工作。畢竟在創意產業,想像力就是你的超能力。  


2. 3D建模(Modeling

有了概念設計後,接下來就可以開始將平面的創意轉為立體,而 3D 建模正是最好的方法。基本上 3D 建模就像雕塑一樣,唯一的差距是,3D 物件的基本結構是由多邊形所組成,而不是石頭、木頭或黏土等材質。我們可以把 3D 建模分成兩種類型,一種是多邊形建模,一種是雕塑。

相較於雕塑,多邊形建模更是從零開始。若想要建構一個立方體,你就必須知道它是由 6 個面組成,也能說它是由 6 個多邊形組成。一個 3D 形狀可以由2個以上的多邊形組成,換句話說,所謂的多邊形建模,就是將這些面以不同的方式組成不同的形狀。而雕塑則是把模型刻成你所想要的形狀,通常大多數都刻成人物、動畫或有機生物。而業界大多數使用的 3D 建模軟體有 3ds Max、ZBrush、SketchUp、AutoCAD、Blender 等等,這些軟體都能夠讓你形塑許多形狀,創作出獨一無二的 3D 模型。 


3. 紋理 / 貼圖(Texture)

塑造出想要形狀後,接著為你的作品製作紋理貼圖吧!繪製紋理是非常複雜的工作,它可以讓你的角色更加真實。首先你可能需要尋找你想像中或是真實世界材質的參考圖片,再來就是在軟體上繪製這些紋理,大多數業界使用者可能會用 Photoshop、Substance Painter、Foundry 等軟體。若你想更了解紋理材質的工作,可以觀看這篇文章(延伸閱讀:好萊塢角色貼圖的魔法,連細節都不放過的大師密技)。Idea 協會邀請了好萊塢角色貼圖材質師 Ken Lee 分享他在國外的工作經驗。 


4. 著色(Shading

有些物件或許不需要使用紋理和貼圖,只要著色即可。因此某些公司可能沒有紋理設計師(Texture Designer)一職,但一定會需要負責上色的藝術家(也有可能是這兩個職位合併)。而著色也是一門大學問,假設你現在要創作一瓶汽水的3D模型,可能需要替瓶身上透明的色彩、為瓶蓋添加些為透明的質感。大部分3D建模軟體都有著色器,你只要根據所設想的色彩計畫進行上色。而著色更需要掌握燈光與陰影,因為不同光線的反射或折射都會造成色彩變得不一樣。


若想要學好上色,就必須瞭解光線對顏色造成的現象,總共能分成4個概念-直射(Rirection)、(Refraction)、(Reflection)和散射(Scattering)。

直射就是光線直接照物體上,根據光線的顏色不同會變成不同色;而大多是光穿越水或玻璃所產生畫面現象,如第一張圖的玻璃杯外表。

反射,可能是面對鏡子或是玻璃,所產生的反射光澤,但其實物體也會反射不帶有光澤的光線。例如在陽光正好的一天,你看到如紙或雪等白色物體時,眼睛會稍微刺眼。

次表面散射(Subsurface Scattering),也簡稱SSS,就是模擬光線穿透半透明物質內部的照明效果。最直接的的理解,就是將手掌放在燈源前,即使大部分光線都被遮擋住了,還是會有一些光穿透你的指縫和血管。

折射的效果
反射的效果
次表面散射的效果

5. 骨架(Rigging

有了角色的模型與顏色後,接著就是讓賦予角色的動作。在進行動畫工作之前,會經歷綁骨架這個流程,才能讓角色動起來。綁骨架不只是建造角色的骨骼,而是用數學與邏輯來定義每一個角色移動的方式。首先,你可能要在模型中設定骨架,若你的角色不是人物而是動物,那可能骨架的設定會有很大的差別。不僅是角色要有骨架,可能物件上也會需要。例如一個檯燈的開關,控制燈開關的燈線可能需要做移動,那就需要裝骨架。又或者你想要讓肌肉或皮膚有動感,也必須 Rigging,讓肌肉能好好變形。基本上綁骨架與動畫息息相關,因此小型的動畫或遊戲公司可能會要求動畫師學會綁骨架。  


6. 動畫(Animation  

綁好骨架後,接著就可以開始做動畫的工作。動畫基本上就是幫助角色做出表演及演出,是一個角色的靈魂,若沒有動畫,這個角色就只是漂亮的空殼。在國外大型的動畫工作室,除了使用動畫軟體內建的功能,去製作角色動作外,許多動畫師也會嘗試撰寫新的「動畫腳本」(Scripting),在軟體上寫類似像程式語言的工作,創作新的角色動態,方便套用在他想呈現的故事與動畫。  


7. 特效模擬

(1) 布料模擬

在動畫或某些使用大量特效的電影中,會使用動畫呈現像是現實世界般逼真的服裝,因此布料模擬的工作就變得很重要。必須讓這些 3D 服裝物件能夠呈現真實世界的物理反應,例如服裝隨著重力垂掛或隨著風力而飄浮。大部分的3D軟體都能夠進行布料模擬。 


(2) 固體模擬

除了布料外,某些電影或遊戲中會出現,建築物被破壞,固體物被砸爛等效果。因此你可能需要知道更多物理力學的應用,才能做好這些特效。而大部分的3D軟體都能夠進行固體模擬。

(3) 頭髮與毛皮模擬

創作逼真的頭髮或動物毛皮,一直都是CG界最困難的一項工作,許多工作室一直在嘗試不同方式,讓頭髮與毛皮看起來更自然。(延伸閱讀:《超人特攻隊2》全新的擬真毛髮製程)。大部分 3D 軟體都可以製作頭髮,也有一些專門製作的插件,例如:Yeti、Hair Farm 和 Ornatrix 等。

(4) 煙、水、火等流體模擬

在電影《少年Pi的奇幻漂流》中,我們可以看到特效團隊大量使用流體特效模擬,去創造寬廣無盡的海洋。不只是水,火、煙霧、沙塵等效果,都能夠依靠3D軟體製作,而大部分工作室習慣使用 Phoenix FD 、Houdini、RealFlow 等軟體來完成。(延伸閱讀: PhoenixFD 製作燃燒的摩托車特效) 


(5) 人群模擬 

除了上述特效外,還有一種是模擬大量人群,來呈現大場面的氣勢。例如《復仇者聯盟4》的最後大戰或是《波西米亞狂想曲》的演唱會橋段皆有用到這種效果。人群模擬大都是專門的軟體製作,很少在 3D 軟體上。


(6)肌肉模擬

另外,近年來的特效行業,也開始用 3D 軟體去模擬肌肉,基本上會先製作好會動的骨架,接者把肌肉綁在骨頭上,藉此得到基本肌肉的動態,然後再產生筋膜 (Fascia) 包覆在肌肉外層,而肌肉與筋模之間在運動時會有滑動的效果,再來加上脂肪層、皮膚、最後產生皺褶。而業界通常都用Maya等軟體在製作肌肉模擬這塊。 


8. 燈光(Lighting  

等到鏡頭中的角色動畫以及特效模擬都做好後,接著會進入到燈光階段,該工作主要為每個鏡頭或是場域製造光線,隨著劇本以及情節的要求會不同的燈光打法,燈光可以為鏡頭或場域製造不一樣的情緒。而燈的類型也分為四種,聚光燈 (spotlights)、區域燈 (area lights)、點燈 (point lights or omni lights),定向燈 (directional lights)。你可以在下圖發現四種燈所呈現的效果。若你想更了解燈光師的工作,可以觀看這篇文章(延伸閱讀:專訪泰勒斯MV、美劇《閃電俠》燈光師,一窺國外特效界的職場秘辛)  

聚光燈 (spotlights)
區域燈 (area lights)
點燈 (point lights or omni lights)
定向燈 (directional lights)

9. 渲染(Rendering

上述所有元素都完成並結合在一起後,就可以進入渲染階段,將成品輸出成影片檔或是各種檔案。若你的檔案越大,渲染時間就會越長,也會影響到工作流程,或是作品發行的時間,因此大多數動畫特效公司都在研究,如何讓渲染時間更快速的新技術。  


結語

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The Rookies

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文章經合作夥伴 The Rookies 授權翻譯轉載 

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