fk是什么意思(干货分享)
细节与效率的平衡。
转换/依赖于光流
今天继续分享《赛马娘》的干货技术。
对于大多数玩家来说，这款游戏最吸引眼球的就是人物的魅力。市面上的人物3D建模水平越来越高，仅仅达到技术层面很难直接给人如此强烈的印象。《赛马娘》角色3D建模的核心目的是什么，具体采用了哪些方法？
这一次Cygames3DCG部门的角色美术组以《赛马娘3DCG角色制作案例~从基本设计到赛马娘特色表现~》为主题，分享了他们的团队架构、制作规范、技巧思路和实践案例。
附分享过去：
分割镜(一)
分镜(下)
以下是角色3D建模文章的分享内容：
众所周知，《赛马娘》是一个跨媒体内容，由一个赛马妈妈来表演& quot继承了著名赛马的名字和灵魂& quot。这款游戏包含了& quot让玩家扮演教练并亲自安排训练计划& quot以及& quot赢得比赛后，赛马妈妈与粉丝分享她的喜悦& quot。
《赛马娘》通过将实际的赛马体验与围绕游戏角色的故事内容相结合，实现了不局限于游戏，还延伸到电视动画、漫画作品甚至真实现场表演的多种活动，不断扩大了世界观和影响力。
那么《赛马娘》的基金会之一的角色是如何塑造的呢？今天就来分享一下3D建模的经验吧。主要涉及几个内容：1。赛马妈妈角色示范团介绍；2.建模规范的描述；生产性能独特的赛马母马；以及最后的总结。
01角色示范小组
《赛马娘》的3DCG部门由角色建模、背景、动作、特效、剧情画面几个组组成。角色造型组主要负责工作，分为角色模型制作、纹理制作、皮肤制作、服装(晃动物)制作、迷你角色制作、表演道具(道具)制作。
因为我们要制造各种各样的物体，我们首先需要确定什么是& quot赛马母亲角色的核心要素& quot。第一，角色本身可爱。第二，& quot体育精神& quot相互认可和竞争。第三，a & quot存在感& quot那就足够活跃在赛场和舞台上了。
为了表达这些元素，我们打磨了四个重点。即能承载情感表达的表情，能表现跳跃感的头发和服装的动作，更真实更有质感的造型，呈现存在感的湿染效果。
综上所述，角色造型组的任务就是做出帅气可爱的高质量角色造型。可爱就不用说了，在赛场和舞台上呈现帅气的身姿，做出前沿的高质量3D人物模型，是我们的使命。
接下来说一下《赛马娘》的造型规格。
02建模规范首先我们来说说建模的基本规范。虽然基本规范听起来很简单，但是《赛马娘》是一个在智能手机和PC端不断更新和运行的产品，所以必须考虑跟上项目更新步伐的效率。因此，考虑到建模团队的任务，我们必须设置一个& quot终点& quot。
那就是在& quot用有限的资源高效生产& quot和& quot以丰富的表情呈现模特魅力& quot:如何找到一个能覆盖高质量的基本规范。接下来，我们将介绍一些我们认为是必要的基本规范，以使角色统一。
确定基本规格不是一件简单的事情。开发周期拉长后，按照前期规划做出来的角色模型看起来就过时了。例如，下图中的角色是我们开发的早期样本。和现在游戏里的角色比起来，很多部分都不太有表现力。
那时候衣服晃动的特效特别自然。之后虽然我们做了一个优化，但是这个水平还是不自然。在研发过程中，技术也在进步。为了赶上行业水平，充分满足玩家上架时的期望，我们不得不在开发的同时频繁更新基础规范。
追求理想的结果是，我们确实做到了在外在层面达到以下效果的能力。下图可以对比出发展的早期和现在的效果，相信我们也能看到类似于眼角附近的各种细节上的差异。
当然不仅仅是前脸变了，3D模型的打磨也变了。最重要的是从各个角度看都不会给人不自然的感觉。此外，服装摆动的效果，服装造型，存在感等。我们认为是原来效果的两倍多。
有了这些经验，就有了现在的基本规范，分别从模型和肌理构图、着色和笔触三个方面来介绍。
1.模型和贴图的构成：基本情况是使用六种材质，三角面数小于20000，基本骨架约160个触点(不同角色浮动)，贴图总数约20，权重影响值(分配给每个顶点的骨骼数)调整为2。另外，贴图决定了模型的颜色和纹理，大致可以分为两类：颜色贴图和控制贴图。
首先介绍一下色图。为了表现动画的光影纹理，《赛马娘》采用了两种颜色贴图，用DiffuseTexture指定基本色，用ShadowColorTexture指定阴影的颜色。
与下图相比，阴影彩图整体采用深色，在此基础上，还呈现了反射和二次阴影的效果。需要注意的是，这里的颜色并不是简单的变暗，而是根据模型的不同部分呈现饱和度和色调的效果。
让我们看看控制图。为了保证光照，阴影和光泽，形状和反射的效果，我们使用了两张总共五个通道的贴图来控制贴图效果。如下图，左侧是从上到下的荫罩。
、高光遮罩（SpecularMask）、截断遮罩（CutoffMask）；右侧下两张分别为环境遮罩和逆光遮罩（LimlightMask）。模型头部和身体在细节上稍有不同，身体如上用到的是两张贴图的5个通道。具体来看每个通道的作用。
阴影遮罩如字面意思可以控制阴影效果。与模型形状相符的阴影很难表现出动画里张力十足的视觉效果，此外，受骨骼数兼容度的问题，导致细节阴影的表现力也有上限，所以会用这个遮罩进行辅助表现。
在这5个控制用Map里，最影响质量的一大半的调整操作都在阴影遮罩里实现。下图是调整前后的效果，右边给人的层次感、阴影表现、临场感都高出许多，动画质感也更强了。
高光遮罩主要用来表现高光效果，比如头发的光泽、金属的光泽等。对于动画风格来说，基于物理的高光表现并不一定能实现最想要的效果，所以直接用高光遮罩，来绘制高光的形状。下图中，主要用在金属物件的高光上。
截断遮罩主要用来表现细节处的形状。可以在一定区间内区分颜色绘制与否的范围，能用在比如蕾丝的镂空效果等，需要细节表现的地方。如下图，在金属装饰上，原先版块状的边缘被镂空，装饰的形状和立体感一下就呈现了出来。这也是在有限的骨骼数里，要追求效率的一大宝贵手段。
环境图是用来呈现能反射光的素材对环境的作用效果，由于和高光遮罩的效果存在类似的地方，这两个功能常常结合起来一起调整建模的观感。下图中，金属材质的反射效果就用了环境图来追加高光效果，进一步体现出了金属的质感。
最后是逆光遮罩，它用来控制逆光的适用范围。逆光可以突出呈现立体感，在《赛马娘》游戏中，基本上一直会加入逆光效果来强调角色的立体感，但如果在所有地方都用上这个效果，就会造成信息量过大，看起来让人不适，所以在效果较差、结构复杂的地方，会进行调整。
下图角色脖子附近、腋下附近就属于需要调整的地方。调整前角色整体观感偏繁琐，通过限定作用整体协调感好了很多。
这样一来，通过上述几类贴图调整手法，每一位赛马娘在舞台光照变化时、在赛场环境变化时，都会呈现出更自然的效果。以上就是贴图规格的概述。
接下来是着色。我们以控制起来最为复杂的角色头部为例说明。基本的调控如前文所说，是用阴影遮罩来实现的，但是为了提高着色效果，我们也下了很多功夫。这里先来说明一下细节控制图。
为了实现角色头部的动画式着色效果，我们采用了细节遮罩（DetailMask），主要用来控制脸颊、鼻子的着色效果。
如下图，这种方式可以独立于常规着色处理来进行控制，与光照效果相结合，并辅助生成多种表现效果。此外，脸颊和鼻子的阴影还可以单独控制。
我们可以看一下光源运动下的面部阴影表现。采用这个方法调整之前，阴影会显得歪曲和不自然，但调整后，阴影更干净，也更有动画的风味。诸如此类，在调整阴影呈现动画风格表现的时候，主要都是用上述方式来实现的。
最后是描边的介绍。描边在动画风格的美术表现上，有着十分重要的作用，相当于绘画里的白描。具体上，我们依次说明，与阴影的共存关系、描边的调整、颜色变化三个部分。
基本来说，描边是将平面顺着法线的方向隆起，从而生成对应的模型。
下图可以看到更清晰的效果。
用实际的角色模型来看。让头发的模型隆起，改变描边的粗细，描边越粗，角色给人的感觉越粗犷，试试这类效果或许也会很有趣。
要让描边呈现得干净利落，就需要调整法线，而法线会影响到各种各样的地方，所以如果为了描边效果而调整法线，可能会造成着色结果与预期不符。下图是分别调整了描边法线和着色法线时的情况。能看到调整着色法线后，描边会出现断断续续的现象，而调整描边法线后，描边是很清晰了，但逆光、阴影变得混乱了起来。
所以光使用一种法线，很难同时完美呈现描边和着色的高品质效果。因此，为了解决这个问题，我们在着色信息的基础上，又将另一份描边法线信息添加到了角色模型当中。具体来说，是在初始模型上搭载着色用的法线信息，然后将用来描边的角色模型里的描边法线信息，转换到初始模型的UVset里，从而实现两种法线信息同时成立的效果。
明白了描边如何与阴影共存的原理以后，我们来说明一下具体的调整方法。
描边的调整可以直接依靠法线角度的变化来实现，虽然公司内有一部分提高效率的工具，但基本上大部分都需要手动调整。尤其是在发束和平面急剧变化的地方，更需要细致的调整。比如下图里刘海的部分，调整前描边断断续续，调整后刘海的描边清晰地呈现了出来。
最后聊一聊描边的颜色变化。为了呈现动画风格的效果，描边的颜色可以根据场景的不同而变换。可以先看看下面这张动图，这是角色小栗帽的技能演出效果，在她周身爆气的瞬间，能看到，描边变成偏白发光的效果。
描边颜色是通过DiffuseColor和指定的颜色互相混合，从而控制颜色变化的效果，在技能Cutin等演出部分，可以控制合成的颜色、烘焙的程度、合成的方式等细节。如下图，描边颜色可以自由调控。在呈现动画风格的时候，描边颜色的调控也发挥了非常重要的作用。
总体来看，建模的基本规格里，通过构建「能够平衡执着追求和实用效率」的制作体制，我们才得以实现高品质的3D建模。其中，建模和贴图上，制定「制作赛马娘基本外观」的流程；着色方面，利用细节图来实现高精度的阴影效果；最后在描边环节，摸索与着色共存的手法，寻找能承载「角色更具跃动感、种类更丰富的演出效果」的制作体制。
在分享开篇，我们简单提到了提高品质的缘由，即在定好基本制作规格以后，我们在开发过程当中，经常遇到「看起来不自然」的情况。
于是每每针对这些不自然的情形制定对策之后，我们便不断更新基本规格的水准。下面就介绍一些实际上我们遇到的，以及后来成为新规格的案例和对策。具体分为穿模、光照、服装和头发的动作三块。
首先看穿模问题。如下图，右侧角色的手与裙子出现了明显穿模，与之类似，即便是相同的动作，根据服装的不同，穿模的情况常有发生。由于我们不希望刻意限制角色动作，或者限制服装的设计范畴，所以必须制定对策。
最终我们通过IKCollision来解决这个问题。IK（InverseKinematics）是一种骨骼接点的计算方法，与FK（ForwardKinematics）依靠旋转来控制骨骼的方法不同，属于依靠骨骼终点的运动来控制骨架动作的方法。Collision则是用来判断物体之间碰撞关系的程序。
所以能看到实际效果里，绿色球（裙子）能将穿模的红色球（手部）推到模型外沿。
下图里，角色手部模型与衣服重叠，在使用了IKCollision以后，手部与衣服紧贴，并不再穿模。与此类似，通过这个手法，即便动作各不相同，但都能在维持赛马娘魅力的同时，节省调整的工序。
接下来是不自然光照的处理策略。先看一段早期的演唱会片段，能看到角色受光照的影响很弱。
要知道，赛马娘不仅会进行演出，还会出现在赛跑等各种各样的场景中，这些场景里，角色的演出方式、表现效果都截然不同，因此如果角色模型不能兼容丰富的场景，那么角色给人的说服力就不够强。
随着开发的推进，游戏融入了越来越多极富戏剧性的光照效果，所以角色模型也需要跟上这些功能。为了实现这类功能，我们采用了FlareCollision的技术。如下图右侧，绿色球便是FlareCollision。
比如下图用到的，是配置在舞台背景里的炫光光源。镜头炫光效果在舞台效果中很常见，即光源照到镜头的时候，呈现出的炫光效果。
而FlareCollision，是可以遮蔽炫光效果的碰撞体。当角色站在炫光光源前的时候，如果不设置FlareCollision，光线就会贯穿角色，然而，设置FlareCollision以后，就如下图右侧的效果，光线不会贯穿角色。
基于这种手法，角色、光源、镜头，都可以更加自由地设置，演唱会的演出效果也能得到极大的扩展。
最后是服装和头发表现不自然的对策。在开发初期，我们遇到了下图这些不自然的情况。一种是角色的服装没有表现出应有的柔软质感，另一种是角色的头发没有按照自然的方式下垂。
为了除去这种不自然的感觉，我们和程序进行了商量，一方面重新探讨角色建模的规格问题，另一方面重新构建了摇动物件的细节设定。下面是改善了以后的演出效果。能看到，每一位赛马娘的裙子、胸前的蝴蝶结、头发，都能呈现出更加自然、柔顺的质感。
相信各位已经能看出摇动物件更加自然的动作了。再比较一下开发早期和现在的效果，光看静态图也能发现，服装和头发，都比以前更加丝滑。与之类似，依据重力、阻力来调整素材本身的硬度和柔软度，再对每一位赛马娘进行细节的设定后，就得以重现摇动物件最自然的表现了。
总体来看，《赛马娘》的品质提升要点，就是让观众感受不到不自然的地方，再把这些技巧融入到基本制作规格里。因此，角色建模的品质才能更上一个台阶。这次聊到的穿模、光照、摇动物便是其中一部分细节。
受限于篇幅，本文仅介绍了《赛马娘》角色3D建模中，有关建模组概要、建模规格的相关内容，在下一篇文章中，将继续分享「赛马娘独特表现力」相关的3D建模手法。
文章来源：
https://www.youtube.com/user/CygamesChannel/videos
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