5 tipp a fotórealisztikus 3D portrék készítéséhez

Facebook

A Gnomon Workshop két vezető oktatója bemutatja azokat a munkafolyamatokat és lépéseket, melyeket a realisztikus 3D karakterek modellezése, textúrázása valamint fényelése során alkalmaznak.

Az emberi arc egy rendkívül bonyolult szerkezet: az izmok, szövetek és csontok egyvelege mellett olyan bonyolult részletekben is bővelkedik, mint a bőrpórusok, ráncok és szőrszálak. Ezen részletek CG-ben történő rekreálása az iparág egyik legnagyobb kihívása; egy ügyetlen lépés miatt könnyen belecsúszhatunk az ún. "Uncanney Valley "hatásba. A modern technológiának és az artist-oknak köszönhetően azonban a fotorealizmus könnyebben megvalósítható, mint valaha. Csupán időt, erőfeszítést és megfelelő tudást igényel.

Az alábbiakban két kivételesen tehetséges karakterművész, Şefki Ibrahim és Adam Spring bemutatja, hogyan kezdenek hozzá egy fotórealisztikus emberi portréhoz. Megtudhatjuk hogyan faragják, textúrázzák, és világítják meg a modellt, majd elleshetjük azokat az utolsó simításokat, amelyek pixeleket emelnek a portrékon.

A több mint 300 oktatóanyaghoz hozzáférést nyújtó Gnomon Workshop online előfizetéssel elérhető mindkét artist teljes oktatóanyaga.

1. Az alapok

Şefki Ibrahim: 

A folyamat első lépése a referenciagyűjtés. Google vagy Getty Images segítségével annyi referenciát gyűjtök, amennyit csak lehetséges, majd behúzom azokat egy PureRef scene-be. Az alanyról megpróbálok a lehető legtöbb szögben képet keresni, ha megoldható, akkor ugyanabból a shoot-ból, így a light-ing, a focal lenght, valamint az alany kora minden képen ugyanaz.

Ezután a base mesh-el kezdek. A folyamathoz elengedhetetlen a megfelelő topológia és UV-k. Következő lépésként importálom a modellt ZBrush-ba, hogy elkezdhessem a sculpt-olást. 

A base mesh a kép alapja. Már ebben a fázisban is fontos, hogy emberinek hasson a forma, valamint hogy helyesek legyenek az arányok. A megfelelő topológia és UV-k könnyebbé teszik a részletek későbbi hozzáadását. 

Adam Spring: 

Gyűjtsünk rengeteg referenciát az adott arcról, minden szögből: elölről, oldalról, a legfontosabbak pedig a félprofilok. A szokatlan szögek is segíthetnek: egy alsó szög segít tanulmányozni az orrlyukak formáját, az orrhát szélességét, valamint a felső állcsont kiemelkedésének mértékét. 

A különböző lighting referenciák is fontosak. Egy drámai világítás sokkal több információt ad az arc struktúrájáról, mint egy lágy lighting setup. 

Ha arcképen dolgozunk, győződjünk meg róla, hogy a referenciáink az alany egy bizonyos életkorában készültek. Idővel nagyon sokat változhat az arc, plusz az évek során előfordul, hogy alany változtat valamit az arcán. 

Inspiráció gyanánt hasznos lehet más festők, fotósok, valamint 3D artist-ok munkájának tanulmányozása. Jegyezzük meg, hogy mi az, ami elnyerte a tetszésünket, például a hangulat, kompozíció, póz, vagy lighting. 

Kezdőként próbáljuk lazán kezelni a helyzetet, ne köteleződjünk el hosszú projektek mellett. Személy szerint sokkal többet tanultam a rövidebb projektekből. Gyors szkeccsek készítése segíthet jobban megérteni az emberi fej struktúráját. Ne aggódjunk, ha a munkánk nem nyeri el a tetszésünket azonnal. A legtöbb projektemnél nekem is csak később állt össze a végső kép. Ha megtanuljuk élvezni a küzdelmet, az egész folyamat szórakoztatóbb lesz!

Dolgozzunk tovább az anatómián. Az évek során megtanultam, hogy milyen fontos az, hogy megértsük, mi történik a bőr alatt, hol vannak a főbb iránypontok és izmok az arcon. Ezek helyes ismerete valóban segít egy meggyőző karaktermodell létrehozásában.

Nézzük meg, mely izmokat használjuk amikor például mosolygunk vagy ráncoljuk a homlokunkat, majd nézzük meg azt is, hogy ez hogyan hat az arc formájára, különböző volumenű és mintázatú ráncokat hozva létre. A ráncok mindig az izom húzására merőlegesen jelennek meg.

2. Sculpt-olás

Şefki Ibrahim:

A kezdeti blocking fázis legszórakoztatóbb. A referenciafotókon megfigyelt markáns arcvonásokhoz a ZBrush ClayBuildup brush-t szeretem használni, ezzel adom hozzá vagy törlöm a volume-okat. Egyes alanyok olyan markáns vonásokkal rendelkeznek, amelyeket a szobrászat korai szakaszában is könnyű elkapni. A finomabb arcvonásokhoz több időre lehet szükség. Használjuk ezt az időt a megfigyelési készségeink és anatómiai ismereteink fejlesztésére.

Fontos azonban megjegyezni, hogy az emberi agy nem képes érzékelni az emberi arc összetettségét– inkább szimbolikusan, mint egész szemléljük. A jó karakter- és portré artist titka, hogy nem a külön részletekre, hanem mindezek összességére fókuszál.

Ha szeretnénk javítani a fej sculpt-olási kézségeinket, töltsünk le vagy vásároljunk fej scan-eket. Miért ne copy-zhatnánk scan-eket gyakorlásképp? Hiszen nagyszerű módja annak, hogy fejlesszük a tudásunkat arról, hogy hogyan is néz ki egy arc 3D-ben.

Şefki által készített 3D human. Készítéséhez Maya, Wrap, Mudbox, ZBrush, Mari és Photoshop szoftvereket használt. A projekt 4 hetet vett igénybe, az Artstation-ön több képet is láthatsz róla.

Adam Spring:

Ha gömbből indulok ki, általában a koponya alakjának beállításával kezdem; leeresztem az állkapcsot, húzok három vízszintes vonalat a szem, az orr és a száj számára, majd létrehozok két lapos síkot az arc oldalain a járomív felett és alatt – egyet az orcákhoz és egyet a temporalishoz.

Ezután block out-olom az elsődleges formákat, és kijelölöm a szem, az orr, valamint a száj helyét. Amint a koponya formája már megfelelő, áttérhetünk a járomívre, a nasolabialis redőre és a felső állcsont görbületére. Tanulmányozd az arc egyes részei közötti távolságokat és szögeket: a philtrum magasságát, az állkapocs szögét, a szemüregek közötti távolságot és így tovább.

Néha, amikor elakadok, megpróbálok a modellem sziluettjére összpontosítani, hogy megnézzem, van-e olyan terület, amely nem tűnik megfelelőnek. Az egyes síkok találkozási szögeinek tanulmányozása segíthet, hogy ráálljon a szem valami olyanra, ami segítheti a modell jobb olvasását, különösen, ha távolabbról nézzük azt.

A 3D fejkészítés fázisai. 1. Gömb. 2. Az alapvető vonalak 3. Az elsődleges formák block out-olása 4-5. A finomabb vonások és részlete 6. Textúra

Amint van egy szilárd alapunk, elkezdhetjük kidolgozni az olyan másodlagos formákat mint a szemek körüli - , vagy homlokráncok. Szerintem fontos az elsődleges és másodlagos formák alapos kidolgozása mielőtt belebonyolódunk bármilyen finomabb részletbe, például harmadlagos ráncokba vagy bőrpórusokba. Természetesen ugrálhatunk a részletszintek között; azonban úgy gondolom, hogy a nagyobb formák pontos definiálása később segít időt nyerni és elkerülni, hogy újra kelljen kezdeni a munkánkat.

Egy másik megközelítés a fotogrammetria használata. A scan-ek elképesztő alapot biztosítanak a modellekhez, a gyártás során gyakran használják őket a gyorsaság miatt. Hátrányuk azonban, hogy kihagyjuk a vázlatkészítést a folyamatból, pedig ez fejleszti leginkább a karaktermodellezői készségeket.

Adam szabadidejében készített FACS rig. Az Artstation-ön többet is láthatsz a projektből.

A realisztikus eredmény érdekében fontos az asszimetria. A való életben sem tökéletesen szimmetrikusak az arcok, ezért az asszimetria életet kölcsönöz a karakternek. Ez a karakter pózára is érvényes; egy enyhe csavar a vállban, vagy fejdöntés és sokkal természetesebbnek tűnik az egész, mint egy általános A-póz.

Célszerű megnézni különböző kamerabeállításokat. Közeli felvétel esetén, ahol az arc teljesen kitölti a frame-t, próbáljunk 100-200 mm-es focal length-et használni. Teljes test esetén az 500-85 mm-es focal length működik jól.

3. Textúra

Şefki Ibrahim:

A karakterek textúrájához Mari-t, a diffuse és displacement map-ekhez pedig a Texturing.xyz forrásait szeretem használni.

A diffuse map jelentőségét nem szabad alábecsülni. Nyilvánvalónak tűnhet, de ha átrakunk egy diffuse map-et egyik 3D-s karakterről a másikra, akkor nem fog többé arra a személyre hasonlítani, akire épült. Még texturing.xyz-vel is akad munka, hogy a lehető leginkább hasonlítson a rekreált személyre.

Miután a Texturing.xyz adatokat kivetítettem a modellre, Mari-ban kézzel megfestem a szeplőket, szem alatti karikákat, bőrpírt, illetve bármi olyat, amit megfigyeltem a referenciámon. Ezután beteszem a map-eket Maya-ba és Arnold-ba, majd lefuttatok pár rendert.

Az olyan részletekkel, mint a bőrpórusok, az ajakráncok, valamint az apró piheszőrök mind-mind életre keltik a képet.

Adam Spring:

A textúrát megfesthetjük kézzel, vagy használhatunk scan data-t.

Az emberi bőr komplexitásának rekreálása rengeteg munkát igényel, így ha kézzel festjük meg a diffuse map-et, számos noise, break-up layer-t, valamint bőrtónus variációt kell létrehozni. Ügyeljünk arra, hogy hol vannak a húsos és csontos területek az arcon; minél közelebb van a csont a felszínhez, annál kevesebb azon a területen a véráramlás.

Scan-ekkel gyorsabban érhető el a fotórealisztikus hatást, ezért gyártás során gyakran használják őket. A 3D modell topológiáját becsomagolhatjuk egy 3D scan-be, a surface color-t pedig átvihetjük a saját UV-inkre. A texture map ezután tisztítható a hajszálak, illetve a baked-in light effektek, például a subsurface scattering vagy occlusion eltávolításával.

Érdemes megtanulni a scan-ek nélküli textúrakészítést, hogy jobban megértsük a folyamatot.

Minél később kezdjük el a scan-ek használatát, annál kreatívabbak leszünk, ugyanis az általuk biztosított map-eken dolgozva igazíthatjuk azokat a karakterünk design-jához.

4. Lighting set-up

Şefki Ibrahim

A lighting az a rész, ahol életre kel a portré. Teszteléskor az egyszerűbb lighting set up-ot preferálom, néha ez csak egy sima disc vagy rectangular light-ot jelent. Alternatív megoldásként az Arnold Skydome segítségével tesztelem a modellt különböző HDRI-kkel, amelyeket a Poly Haven-ről vagy az sIBL Archive-ról szerzek.

Look dev-nél vegyük figyelembe a light méretét, a modellhez való közelségét, valamint a kép expozícióját. Mindezen tényezők befolyásolják a skin kinézetét. Ne ragaszkodjunk egy set up-hoz, teszteljük a modellt kedvezőtlen fényviszonyok között is. Ezeket nem kell megosztani nyilvánosan, de segíthetnek rámutatni, ha a modell vagy textúra több munkát igényel.

Ismételjünk! Dolgozzuk át a modellünket, javítsunk a textúrán, módosítsunk a look dev-n és a lighting set up-on, mindeközben pedig figyeljük a referenciákat. Ez egy ciklikus folyamat, minden ciklussal észrevehetően szebb lesz a munkánk.

Şefki elképesztő portréja Ed Harris színészről. A fényelést és renderelést Maya-ban, illetve Arnold-ban végezte. A projekt során SkinGen-nel bake-lt textúrákat használt.

Adam Spring:

A lighting a legfontosabb lépések egyike, ez teszi eladhatóvá a modellt. Figyeld meg, hogy más artist-ok és fotósok hogyan érnek el különböző hangulatokat a lighting set up-okkal.

Adam portréja David Attenborough-ról. Behind the scenes képek Adam Artstation-jén.

Attól függően, hogy mennyire és milyen irányból szeretnénk megvilágítani a témát, nagyon sokféle hatást érhetünk el a fényekkel. Be is csaphatjuk a nézőt, aki a fényeknek hála azt hiheti, hogy megváltozott a modell arcának formája. Érdemes megnézni a modellt különféle lighting set up-okkal. Ez segíthet eldönteni, hogy kell-e javítani az anatómián.

5. Az utolsó 5%

Şefki Ibrahim:

A megfoghatatlan 5%! A végső render előtt gondoljunk át néhány dolgot! Érdekesebb lenne a portré, ha más lenne a kameraszög vagy a póz? Minket szolgál a focal length? (Érdemes 50-70 mm-es focal length-et választani, és kicsit közelebb húzni a modellt a kamerához, ezzel intimitást adva a karakternek)

Milyen üzenetet akarunk átadni a világítással? Stúdióvilágítás esetén is játszhatunk a fényekkel, hogy mélyebb és intenzívebb legyen a portré. A mélységélesség, zaj és kromatikus aberráció hozzáadása a végső renderhez jobb minőséget eredményezhet.

Szeretem feltenni magamnak ezeket a kérdéseket egy portré véglegesítésekor; hiszen az artist-ok csupa tudatos döntést hoznak munka közben, így alakítva ki a saját stílusukat.

Egy másik lenyűgöző, Jim Carrey-t ábrázoló munka Şefki portréi közül. További képek az Artstation profilján.

Adam Spring:

Ha elkészült a modell és finomítottuk a look dev-t, akkor ideje kísérletezni a render pass-okkal. A mélységélesség, a motion blur, valamint a colour grading mind-mind extra realisztikusságot adnak a munkához.

Ügyeljünk a háttérválasztásra! Azt tapasztaltam, hogy az a legjobb, ha olyan színt vagy mintát választunk, amely kiegészíti a karakterdizájnt, miközben ki is emeli a karaktert a környezetéhez képest. Néha a legjobb hátterek a legegyszerűbbek, a túl erős háttér elvonhatja a figyelmet a karakterről.

Hozz ki többet 3D modelleidből! Adam FACS rig-je 1 blendshape-t, 9 corrective shape-t, és 18 blendelt textúrát használ a skin shader colour és displacement channel-jein.

Ahhoz, hogy a legtöbbet hozzuk ki a munkánkból, használjuk azt a lehető legkülönfélébb módokon, például arc rig teszteléshez, vagy 3D nyomtatáshoz.

Minden projektemet az elejétől a végéig dokumentáltam, így ha szeretnéd látni a folyamatok lépéseit, akkor az Instagram oldalam highlight-jai között megtalálod őket.

Şefki Ibrahim a Cubic Motion 3D karakter artist-ja. Korábban az Industrial Light & Magic-nél dolgozott senior look dev TD-ként. Korábbi munkái során scan textúra adatokat tisztítgatott, digi-double modellezett, textúrázott, grooming-olt, valamint look dev-t is készített hirdetésekhez és digitális demo-khoz. Látogasd meg Şefki honlapját.

Adam Spring lead 3D artist több mint egy évtizedes VFX és animációs tapasztalattal rendelkezik. Az elmúlt öt év során olyan ügyfeleknek dolgozott, mint a Blur Studio, az Activision és a Ubisoft, kifejezetten arcmodellezésre és FACS pipeline-ra szakosodva. Látogasd meg Adam honlapját.

MEGOSZTÁS:
Facebook
Meshmag