WeFX Studio 擬真老虎製程解析

受邀參加 Autodesk Maya 2019 論壇的 WeFX Studio 分享他們近期參與一部中國電影,負責當中重要角色,一隻活生生老虎的製作。WeFX Studio 對於擬真動物的製作可回溯到為日本岡本保險套所製作的廣告《Do the Best》中的花豹,其品質受到現在客戶的肯定,因而讓 WeFX 投入更多的人力與將近一年的時間進行開發。

圖片來源: WeFX Studio 臉書

*** 此為編輯於現場筆記紀錄,如有描述錯誤的地方再請指正 ***


視覺開發

WeFX 團隊以 Look Development、Rigging、Animation、Simulation 和 Pipeline 五大面項分享。在視覺開發階段,3D 建模師黃啟銘 (Kevin Huang) 提到,他的工作流程主要分成構造、建模、毛髮、材質貼圖與 Surfacing。他們搜集了許多角色的老虎頭骨、骨骼照片作為參考資料,不斷確認上下肢比例的正確性是非常重要的。他也觀察到,老虎和獅子在骨骼上其實是有差異的,像是老虎的頭骨是比較細窄,鼻嘴部份的骨骼也較長,如果沒有注意到的話,做出來的模型是會很不像的。在肌肉構造的部份,因為較難找到老虎相關的資訊,所以他們有參考了獅子的解剖圖,以及人類的肌肉結構。

在毛髮梳理的部份,一樣是先找出想要的效果,並且找出老虎毛髮流動的方向,例如眼角區域的毛髮旋渦,一直擴大到全身的毛髮流動方向。他使用 ZBrush Zsphere 來製作老虎的模型,再到 Maya 重新拓樸、UV,再回到 ZBrush 中增添細節。毛髮製作流程則是利用 ZBrush Fibermesh 產生毛髮的 Curve 曲線,整隻老虎身上大約有 5000 根曲線,將曲線輸出到 Maya 中,最後再利用 Yeti 串出最終的毛髮效果。Kevin 也說到,在製作過程中並非只靠幾張靜態圖片作為製作參考,大部份是利用老虎的動態影片邊製作邊調整。


骨架製作

接下來進到 Rigging 的部份,骨架師林子傑 (Taylor Lin) 提到,觀察老虎的構造對於製作骨架時也是很重要的,要了解其肌肉的分佈,才知道哪裡需要加上控制器讓肌肉能夠做出抖動的感覺。在觀察的過程中他發現到很有趣的一點,是老虎的肩胛骨和上臂、下臂的長度是一樣的。在骨架設定上,他們在老虎身體上也加了許多控制器,為了是讓動畫師能做出呼吸、肌肉顫動的效果。他們一開始也是使用網路上免費的老虎骨架,再因應動畫的需求來增加控制器與調整。Taylor 表示,當中最複雜的地方在於老虎的腳,因為貓科的動物指甲都可以倒凹、反折的,讓骨架的設定變得更加困難,但追求擬真也就是這些細節的累積,讓最終的老虎是非常令人信服。

老虎臉部的控制,他建議模型在製作時,佈線的流向最好照著老虎皮膚的皺褶去走,他會以有老虎會產生最多皺褶的表情,以 Rig Joint Based 的方式來製作臉部控制。舌頭的部份是以 Spine IK 延著路徑可伸長,藉此表現舌頭可伸長縮短的效果。甚至連老虎的鬍鬚也有自己的動作,也因為動畫師的要求,幾乎老虎身上的每個部位其骨架都有獨立控制的能力。

圖片來源: WeFX Studio 臉書

動畫製作

專案總監-游永杰 (Jack Yu) 表示,電影公司為了此部電影有對真正的老虎進行選角,並選出了一隻母的老虎。為了完整重現這隻逼真的老虎,團隊成員一起飛到貴州去拍攝大量的參考素材。拍到當導演在看 CG 老虎時,疑問老虎是否真的是會做出某種表情時,他們都能夠有對應的實拍影片證實給導演看。在動畫製作過程中,也是從老虎的 Walk Cycle 開始,用實拍影片來讓 3D 動畫去對位,動畫師也會依據影片來分析老虎走路的步伐節奏。Jack 表示,這次找來的動畫師因為先前做比較多是人型角色的動畫,因此常常把人才會有的動作帶到老虎身上,讓老虎動作變得很奇怪不自然,這也是他們特別注意到的問題。

除了老虎外表要像之外,如果動作不像的話那也沒有用。在他們初期動畫測試時,發現老虎走路時如果少了踏地時的重量感、走路的頓點時,會讓老虎走路變得輕飄飄的感覺,那就會很不真實了。


肌肉的模擬

在肌肉模擬上,他們採用 Ziva Dynamics 這套模擬軟體,它的好處在於採用 FEM (Finite Element Method)的演算法,它會在肌肉外套用類似三角面的幾何體,與傳統演算法不同的是,它會去考慮到整體體積的保留,例如有一塊肌肉在模擬時,不會因為拉扯變型讓體積也變大,而是在固定體積的情況下去運動,會讓成果看起來更真實。

製作上是先做好會動的骨架之後,把肌肉綁在骨頭上,藉此得到基本肌肉的動態,然後再產生一組筋膜(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。

圖片來源: WeFX Studio 臉書

Pipeline

Pipeline TD 提到,整個重點在於「資料」的流動,不管前、中或後期的製作,重點是把對的功能放在對的位置。WeFX 為電影總共製作了 5 隻老虎,分別用在不同的鏡頭和需求中,他們使用 Shotgun 進行專案管理,以任務需求和版本號進行管理。為此他們開發了一個 App,將製作好的 Maya 檔丟到 Shotgun 中,自動產生不同的版本號,同時也產生一個 json 檔案格式來判斷是否每個步驟都有需要用到。



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