【技术美术】千人千面如何炼成 技术讲解捏脸系统设计原理
學習自 http://games.sina.com.cn/o/z/wuxia/2015-10-15/fxivsch3599438-p5.shtml
1. 技術講解捏臉系統設計原理 天刀臉模型的風格定位
關于[天刀獨有的捏臉系統]先由靜與動的結合展開介紹一共有5個部分。
靜:天刀臉模型的風格定位與制作。
動:由骨骼驅動的捏臉以及表情動畫的表現。
包裝與完善捏臉系統:我們想給玩家帶來一些有樂趣的功能展示。
疑難雜癥:開發的過程中所遇到的困難點是如何解決的。
不斷優化-希望做的更好:我們希望在未來的時間里解決以及優化的一些問題。
天涯明月刀臉部的風格定位:天刀在角色主體風格確定為亞洲武俠風格。尤其面對 90 后 00 后宅男腐女扎堆的時代,他們有著古風與現代審美的雙重標準,所以我在制作上要保留古代的元素同時也要融入現代元素,因此我們針對目標用戶群對美顏做出以下幾種定義:
白色:
在某種定義上象征著溫柔、干凈、美麗,富有、以及社會地位的象征。
另外膚若凝脂的特征也是中國古代美女的主要標準之一。包括現在的美容產品,沒有美白兩個字來包裝是很難賣得出去的。
V型臉:
隨著社會的發展,國人的生活水平的提高對于臉型的審美也再轉變,由傳統的國字臉轉變為以瘦為美的 V 型臉。
另外 90 后 00 后受“日漫”“韓劇”的影響較多,V 型臉成為了他們判斷美丑的標準之一。
古風與歐化的結合:
隨潮流影響現代人的審美觀逐漸開始歐化,深邃的面孔和立體五官也是判斷美丑的標準。
在制作上將歐洲人的立體感融入了東方人柔美典雅的五官氣質。
比如保留了亞洲的小臉輪廓,圓潤的骨骼結構和小而豐滿的嘴同時融入了歐洲人挺拔的鼻梁,比較大的眼睛,深眼窩這一些特征。
這些特征也是天刀臉在制作時的必要元素。
2. 技術講解捏臉系統設計原理 大眾臉型的構造
大眾臉型的定義:可被玩家廣度接受的臉部,也是天刀基礎臉的風格定位,漂亮的大眾臉是我們的前期目標。
那么大眾臉我們怎么來定義,我們總結下來有三點:
1。先保證美型
2。臉部無明顯結構感。
3。五官特點不鮮明。
但我們在做定位的時候發現美型的臉相互之間很難拉開較大差距,這也是做大眾臉型的弊端,但這樣的做法也減少玩家對臉的爭議,在角色美型定位初期,比較容易在玩家心目中形成天刀臉的風格定位。
根據這4個方向我們在五官的塑造上是如何應用的我接下來講一下。
一張人物照片,無論衣著多么華麗,人的臉始終是我們觀察時間最久的,而在人臉上,我們的觀察更多的又會集中在眼部周圍。
眼睛可以表達情感,瞳孔的變化也與人的思想情緒關系密切。
另外在視覺上講眼部位置也在黃靜分割線比較集中的地方。
所以我們愿意觀察眼部也是有一定的科學依據的。
眉毛與眼靜的間距近意味著眉弓骨與眼睛的距離近,進而會加深眉骨投射到眼窩的陰影,同時視覺上加強了眼窩的深度。男性間距近給人陽剛,犀利的感覺,女性看上去會更俊俏,更有氣質,從視覺上也加強了眼睛的輪廓。這也是審美歐化的一種表現。
臥蠶在眼部的作用是通過增加陰影面積從視覺上豐富眼部內容,同時也增大眼部視覺面積。女性有臥蠶呢臉部看上去比較甜,會更有異性緣。男性則看上去更有魅力。
3. 技術講解捏臉系統設計原理 五官模型制作要點
眉毛在古代審美比較有代表性的是柳葉彎眉,隨著時代的變遷現代女性更崇尚獨立自主,自尊自力,在妝容上也在改變。到今天最近流行的粗眉讓現代女性更加有神采,硬朗,自信的特點。因此這些新的流行元素我們也放入了武俠游戲里。這樣更貼合現代人的審美趨勢。
修長的眉毛和靠前的鬢角發髻線,會加大眼部占據臉部的面積,從視覺上使人的臉型變瘦變窄。可使面部看上去更加精致。大家可以先看一下圖片的對比,可以明顯看出右圖眼部的看上去更整體緊密,更凸顯眼部的輪廓,在視覺上臉型也會小些。
頭部的立體感取決于下顎骨的形狀,也是塑造完美臉型的方法。
在制作中我們搜索了很多 V 型臉的圖片尋找出大概的角度和范圍,通過這個范圍值來塑造不同的 V 型效果。
另外下顎骨與脖子的銜接要收緊,這樣可使下顎骨所呈現出來的陰影來凸顯 V 型臉的輪廓。
鼻子:在五官中的也相當的重要,長度是臉長的1/3。不同的鼻子形狀也影響人的性格與氣質。而且男性與女性鼻子的處理上也有不同。男性和女性除了共同有歐化的高鼻梁外,女人鼻梁的線條比較柔和,鼻尖有點翹。而男人鼻梁要相對高挺英朗,顯得剛毅有男子氣。
嘴型:嘴部依然保留亞洲的小嘴概念,同時可融入一些流行趨勢, 比如最近交流的嘴角上揚的微笑嘴。將這些細微的變化放入到游戲里來迎合90.00后的審美。
以上就是我們五官在模型制作上的要點,但通過模型來確定天刀臉的美感是遠遠不夠的,我接下來講除了精致的模型外還有那些要素可在游戲里看上去更加精美。
4.技術講解捏臉系統設計原理 皮膚質感及光照效果
寫實的皮膚質感是必不可少的。我們在皮膚貼圖的處理上采樣了真人的皮膚細節并進行手繪的優化處理,同時程序為皮膚開發的 3S 材質球,這樣可使角色在游戲世界里皮膚質感看上去更加逼真。
眼球的制作是我們的著重點,眼睛可以使角色更有神韻,為此我們為眼睛增加了一張貼圖來提高它的精致表現。我們觀察真實的眼球并不是一個平滑的球體,我們通過法線效果來處理眼球不同層次的變化。同時我們加強了瞳孔和眼白的不同層次的高光效果,讓它的細節表現上看上去更為豐富。
角色燈光的處理,大家可以看一下這張圖,這是同一張臉,左邊臉由正面光照的照射下看上去很陽光。右邊臉在頂光源的照射下就更顯頹廢,所以不同的光照方向也決定了臉的性格和美觀。
但在網游世界里我們沒辦法像做電影一樣根據不同的鏡頭來處理不同的光源效果。
為了確保角色在游戲世界里再不同時段光照下保持美觀,我們除了角色的常規光照外,開發了綁定在攝像機上的燈光可使角色在任何角度下都會有個正面的光源。這就是 Cameralighting(攝像機光照)
增加了 CameraLighting 之后角色在引擎里受兩個方向光的影響,角色在陰影外主要外受太陽光的影響,角色在陰影下主要受攝像機燈光的影響。
但我們在制作中發現在陰影下 CameraLighting 起到主導作用的話會使角色缺乏立體感。
因此我們削弱了 CameraLighting 的光照強度并加強了天光和散射光照的表現使角色在不同的環境下呈現出體感與美感。
5.技術講解捏臉系統設計原理 骨骼的驅動
這一章節主要講由骨骼驅動的捏臉以及表情動畫的表現。我們先了解一下骨骼的驅動。
捏臉在前期的預研時,我們在兩種的捏臉方式上做出了選擇。
一是用 Blendshape(融合變形)。
二就是用骨骼驅動。
融合變形
優點:可以控制的非常細微捏臉變化。
缺點:Blendshape 在捏臉制作上工作量非常大,我想把一個結構捏的多么細微就要制作多少張臉,這個細微度和工作量是成正比的。這樣會導致后期修改不方便,更重要的是性能消耗非常大。另外跟我們第三方動畫軟件不兼容。
骨骼驅動
優點:制作量比較少,性能消耗相對少些,和現有動畫系統兼容,另外捏臉骨骼和動畫骨骼是同一套骨骼,就通過 MorphemeConnect 動畫軟件跟面部骨骼做了融合。當你捏出來任何形狀的臉都可以套用同一個動畫,這樣也減少很大的工作量。
缺點:權重分配受限較多,捏練的細致程度有限。
我們采用骨骼捏臉后,對骨骼也重新進行了一次調整。我們再三測時還沒有捏臉系統,在臉部骨骼的架構上只滿足的動畫的表現,比如 LOOK AT 眼球的跟隨,表情動畫等。這次采用了骨骼捏臉后我們延續了動畫所需要的眼部骨骼和嘴部骨骼并增加捏臉所需的必要骨骼,最終達到 48 根骨骼的結果。這樣的做法滿足了骨骼捏臉的同時也滿足了動畫表現。
關于表情動畫與捏臉的匹配
首先我們再 MAX 里創造了,由三測積累下來的表情動畫并優化提煉出了 4 種表情,喜,怒,哀,驚。
然后我們觀察了真實人臉表情的肌肉的動態變化,打算使我們的角色在播放表情時也呈現出動態的肌肉結構,因此我們通過軟件在原有的結構法線貼圖的基礎上繪制了表情法線貼圖。
資源做完后我們使用動畫軟件跟二套表情法線進行融合,當動畫播放某個表情的動畫時, 表情法線和本身模型的法線進行了疊加,表情法線會設置 0 到 100 的透明度,動畫軟件會觸發這個表情的動畫事件,隨著模型的變形,表情法線會根據動畫時間線進行不同強度的融合。大家可以看一下視頻。
6.技術講解捏臉系統設計原理 如何通過骨骼進行捏臉
骨骼捏臉確定后,以及表情動畫新骨骼的完美匹配,那么我們如何通過骨骼在游戲里進行捏臉,下面分享一下。
為了貼近 Blendshape 捏臉的細微程度,我們盡可能的發揮了骨骼的優勢,增加了位移以外的旋轉和縮放功能,這樣單項參數達到了 200 多項用來滿足捏臉區域的不同形變。
我們在捏臉的操作方式上采用了兩種方式。1個是可視化操作,1個是滑條式操作。
可視化操作:可讓玩家更直觀的調節所捏區域。這樣的體驗對中國玩家來說是新鮮也是非常直觀的,這也是我們天刀捏臉比較大的一個特點。
在操作上可先在臉部點選你所要捏的部位,然后可以通過快捷鍵 Q,W,E(位移,縮放,旋轉)的軸向在臉上直接進行調節。
滑條式操作:第二種是給玩家保留傳統的操作習慣,提供選擇骨骼可推動的滑條方式。玩家可將鼠標移動到 Ui 的塑型區域,在區域欄里可選擇你所要捏的部位,再通過你選擇的軸向進行捏臉。
這樣的兩種操作方式的結合可讓玩家在捏臉的操作上更加輕松流暢。
7.技術講解捏臉系統設計原理 如何應用可視化在游戲里操作1
我們先確定骨骼的拾取方式:有三種。
第一種是 鏡像拾取
比如我們 48 根骨骼其中為了方便玩家操作有部分骨骼是可鏡像的,這樣的做法是為了方便玩家對捏臉的可控性,比如說我向外移動右邊的鼻翼,左邊的鼻翼也會進行鏡像的位移。這樣就減少玩家的操作步驟同時不會導致調成不對稱的情況。
第二種 可單項拾取也可以整體拾取
比如說嘴部共有 8 根骨骼可以進行單獨的塑形。當有些玩家想把嘴部整體進行位移時呢,我們就增加了 8 根骨骼可同時操作的選擇點。這樣就不需要玩家對 8 根骨骼的進行單項的位移了。
我們確定骨骼拾取方式確認后呢,我們將他做成可視化。
我們通過像素拾取的方法來實現鼠標在臉上骨骼的選取,先給每個骨骼所映射的部位設置一個ID,并根據每根骨骼的權重范圍繪制一張帶通道 mask 圖。
每個骨骼的 ID 都有一個固定的數值,反映在貼圖的通道上就是不同的灰度值,可看一下這張 MASK 圖,顏色不同代表拾取區域的不同,這樣鼠標就可識別你選取骨骼的區域。
這是我們開發階段的骨骼映射的表。左邊是骨骼名稱,中間是 ID,最右面就是通道的灰度值
然后我們將這張 MASK 圖映射再臉部的 UV 上。然后測試拾取區域的權重范圍
是否跟 MASK 圖相匹配。當拾取區域的準確性確定后,我們需要一個好的包裝。
這個好的包裝就是顯示區域。我們將這張 MASK 圖分為兩個通道,紅通道就是剛剛講拾取區域,藍通道為顯示區域。紅色通道是判斷鼠標拾取的一個范圍不會顯示出來,藍色通道就是紅色通道的顯示效果的表現,藍色通道的 MASK 圖的大小要小于或者等于紅色通道,不然無法繪制出來。
8.技術講解捏臉系統設計原理 如何應用可視化在游戲里操作2
當我們的顯示區域映射在臉上后,發現我們在做捏臉時,臉上的網格會一直存在的,這影響著觀察效果同時無法分辨所捏區域是否被拾取。
因此我們增加了點擊顯示、不點擊并隱藏的功能。但會造成另外一個問題,當隱藏時玩家無法判斷哪些區域可以進行捏臉。
于是就出現了動感光波。我們通過一張 MASK 圖實現的光波效果,就是左上角的光圈。程序設置了 MASK 圖可跟隨鼠標進行移動。讓這張圖映射在臉上的 UV 坐標上。每 1 秒都會在臉部擴散一次。這樣就通過光波的漸隱顯示來提示玩家顯示區域同時也可以減少對捏臉的觀察影響。
9.技術講解捏臉系統設計原理 妝容的制作
包裝與完善的捏臉系統,這是在創角景里除了捏臉功能外給玩家帶來樂趣的一些功能展示。
這次的版本我們提供了非常多的妝容資源。針對這些妝容部分我把比較有特點的功能逐一講一下。
我們的眼球可以有多種樣式的替換,我們將眼球的 diffusemap 增加了瞳孔的通道,并增加了不同樣式的瞳孔貼圖來進行眼球的替換。
除此之外還可以調節眼球的大小。我們在制作眼球的大小時,是通過程序擠壓 UV 來計算的,可以看一下眼球的 UV 貼圖,里圈和外圈代表著瞳孔最小和瞳孔最大的范圍,我們在做的時候瞳孔貼圖時要注意的有 3 點
1。必須是正圓
2。瞳孔貼圖保證在 UV 的里圈和外圈中間
3。瞳孔貼圖正中和 UV 正中要重合。這樣在積壓 UV 時不會造成變形。
在貼花(紋身)制作上,我們根據設計效果使用 NormalMap,SpecularMap 來使貼花呈現出更好的的立體感。
老化項,我們同樣制作了衰老皮膚的二套法線,并提供了 0-100 的漸變功能可使角色面部,變化出不同的年齡層次,再加上捏臉功能可以讓角色變的更加豐富。
為了讓玩家更方便的挑選自己的捏臉成果,我們增加了捏臉儲備功能。提供 5 套自定義方案,供玩家保存和讀取。玩家也可以跟其他玩家進行交互。
在這次的版本里,我們將游戲里的燈光系統調入了創角景,并設置了 5 種游戲中的常規光照,可幫助玩家直觀了解在游戲里你捏出的人物不同光照下的美術效果。
裝預覽功能可以輔助玩家判定捏完的臉在不同衣著風格下的呈現。確保臉部的百搭性。
10.技術講解捏臉系統設計原理 制作中遇到的問題
捏臉功能開發后由于要可捏下顎骨的需求,而將 3 測臉下顎靠近脖子的分帕線位移到脖子中間的位置,原本不那么讓人注意到的接縫變的引人注目了。
我們經過多種嘗試,發現法線貼圖是垂直計算的,XY 軸的走向,有傾斜就會有縫,當我們打開了 MAX 模型時就發現頭部的 UV 與身體的 UV 是相互傾斜的,
因此我們對齊接縫頂點的 UV 嘗試應該能緩解法線的接縫問題。
最后我們將模型導入游戲里,在多種環境的驗證下,我們的接縫問題完美解決了。
我們在制作 MASK 顯示的時候呢也嘗試了很多種不同的風格,第一種是想實現水墨風的筆觸感,第二種是想貼近 UI 表現的簡約古風設計。第三種就是我們現在應用到的這個效果。為什么我們會選擇第三種的網格效果呢,我們根據作為美術的經驗來考慮玩家的一個捏臉感受。因為我們很早在做 MAX 模型的時候對線框的顯示最為熟悉,線框可幫助我們衡量位移模型的距離,可以準確的制作模型的形體。這樣良好的操作模式也想帶給玩家。也加強了玩家對捏臉形體的可控性。
在這次版本的眼睛優化時,我們發現眼球與眼皮的融合處理的很生硬,想找程序增加眼部的陰影,但通過程序去真實計算的話這么細微的陰影性能上消耗太大了,而且性價比不高。
我們想了個辦法解決了這個問題。在眼球外部增加了一個模型,這個模型起到了兩個作用。第一個作用是增加眼皮對眼球造成的陰影。另一個作用是增加了淚腺,以及眼球與下眼袋濕潤度銜接的表現。通過模型和貼圖就完美的解決了。
多張法線貼圖疊加怎樣優化了游戲的性能消耗的一個問題,一開始我們這 4 張圖是獨立的 1024。對性能太消耗了。因此把這 4 張融合到一張上就是上面這張圖。
我們把貼圖進行裁切,把 4 張表情影響范圍的局部貼圖拼合成一張,將沒有影響變化的區域才剪掉,變成 1 張 1024 的貼圖。再通過程序參數區分配置來進行合理的顯示。可使美術與性能的消耗達到雙平衡。
11.技術講解捏臉系統設計原理 未來想解決的問題
我們在制作捏臉時走了一些彎路,在開發中有段時間停滯不前,局限在捏臉時面部位骨頭的位置擺放是否能更好的呈現出這個捏臉效果。隨著時間越來越緊迫。我們也急需想找到突破口,后來我們的制作人 Ethan 提醒了我們,玩家所的關注熱點是什么,我們當時確實是忽略了這個問題。隨后了解市面上的同類產品對比了我們的優勢,我們將二套法線配合的表情動畫任務提前開發制作了,這樣骨骼首先符合臉部合理的肌肉運動同時骨骼所捏臉的范圍區域也就確定了。隨后我們放出了一張有法線貼圖的捏臉表情截圖。雖然那時的制作質量不是特別的高,但玩家的熱度一下子就上去了,也給了我們一定的信心。接下來的在其他功能的開發上也越來越順利。所以當我們遇到開發瓶頸,要主動分析了解自己的產品優勢,把產品優勢最大化,提高玩家樂趣同時也給自己信心。
我們希望在未來需要解決的一些問題
在下個版本我們會增加貼花的位移。加強玩家在臉部貼花的自由度的體驗。
由于性能關系捏臉效果還有些瑕疵,骨骼極限拉扯會帶來模型棱角的問題,我們想在下個版本通過增加面數來或者是優化一下面部的布線來緩解這個問題。
另外我們想加強眉毛與胡子的表現,就是體積感。想把貼圖轉變成模型,除了更精致的表現外,也可以增加大胡子這種類型的樣式。
先穩定在發展戰略,我們將下個版本增加比較有特點的面孔,更多差異性的臉可滿足更多人的喜好。簡單說一下這兩張臉和我們大眾基礎臉有哪些不同。
男:較寬的下顎骨,單眼皮,下傾斜酷酷的嘴角,突出的顴骨,相比目前游戲中大量的美少年臉型,這種沉穩的中年男會贏得另一類玩家的喜歡。
女:同樣是單眼皮,有些中性,五官相對骨感。這種氣質上的感覺與目前游戲內大多數柔美型拉開了差距。
這就是我們想要增加的兩種類型。
那么有人會問你們這么強大的捏臉系統怎么還會需要更多的基礎臉呢?我下面來講解一下。
玩家特別熱衷于捏明星臉來表示你們捏臉的功能是否強大,目前我們的捏臉系統可以達到神似如果說完全寫實那確實是個挑戰。
但明星由哪些特點來決定你捏出來的像不像呢?我先說一下明星的特征,明星經過包裝有他自己的定位,就比如 MJ 他的定位大家可以一下子聯想到,白皮膚,一根彎曲的劉海,禮帽,大眼睛,翹鼻子,方下巴。可以看出除了臉部特征外能呢,著裝和發型也是明星的特征之一。
但對我們古風游戲來講呢?我們無法滿足現代著裝和發型的這個需求。那么對捏臉的要求會變的非常高。
因此我們分析了人臉特征,人臉的特征除了五官比例和五官形狀外皮膚細微的顏色變化,肌肉的表皮結構都決定了每個人臉的特點。
我們目前的規格限制只可以改變臉部的五官比例和形狀,比如我可以讓鼻子短一點,長一點。可以讓杏仁眼變成三角眼。但我們無法解決的是單眼皮變雙眼皮,這就是剛剛說到的表皮結構。所以這就是我們為什么要增加了多種差異性的臉。
那么我們如何通過捏臉系統來解決這個問題呢?大膽設想一下通過之前已有的技術二套法線進行替換的方法,然后做 5 張法線貼圖。這五張分別是眼皮,鼻頭,嘴巴,顴骨,下顎,這幾個比較重要的五官部位,通過程序的對 UV 參數區分配置可使一張貼圖可制作這個五官的不同形態。就比方說眼皮貼圖,里面可包含單眼皮,雙眼皮,內雙,多層眼皮,等不同的形態。
這樣我們有了可控制五官比例的外形本身的捏臉系統再加上通過二套法線疊加出來的不同的表皮結構變化這個功能,就可實現更加逼真的捏臉效果。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的【技术美术】千人千面如何炼成 技术讲解捏脸系统设计原理的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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