【Kagura】項目是一分鐘的全 CG 動畫，是 John Yim 的 【Ballerina】項目的續集，使用 Character Creator 製作，在 iClone 中製作動畫，最後使用 Redshift 和 Cinema4D 渲染後完成。
Kay John Yim 是於倫敦 Spink Partners 建築設計公司服務的專業建築師，他曾在英國、香港、沙特阿拉伯和卡塔爾參與過眾多建築項目。包括房地產開發和景觀設計。他的作品也曾在 Maxon、Artstation、CG Record 和 80.LV 上展出。
Yim 對於利用數位技術打造未建成建築的熱情，逐漸促使他擔任 CGI 藝術家的另一個身分角色。提供視覺效果，不僅可以作為客戶展示，還可以作為設計和施工團隊之間的溝通妙方。自 2021 年 COVID 封鎖以來，他挑戰自己學習建築以外的 CG 課程，並贏得了十多項 CG 比賽獎項。
此作品以【Kagura】為中心設計 – 神樂是日本的一種神道儀式舞蹈，根據傳統，神樂舞者在表演中化身為神，因此在作品中，舞者的芭蕾舞短裙在漂浮的舞台上跳舞旋轉著漸漸變為褲裙，象徵著淨化自然的精神過程。
這邊文章會為大家主要關注於作品中的第三、四個鏡頭。Yim 會詳細介紹他在以下四個主要製程的設計和技術過程 :
- 架構
- 動畫製作
- 轉變過程
- 渲染
【Kagura】用以下軟體製作而成 :
- Rhino
- Moment of Inspiration (MOI)
- Cinema 4D (C4D)
- Redshift (RS)
- Character Creator (CC)
- iClone (IC)
- Marvelous Designer 11 (MD)
- Houdini
此篇為介紹【Kagura】製程的簡短版本。詳細版本請在 Fox Renderfarm News Center 中看更多。
1. 架構
建築架構以日本福島縣 Ookawaso 酒店的大廳為基礎。
因為以下這些原因，讓這個場景成為我模擬過最具挑戰性的室內空間之一 :
- 網路上提供的大多數照片都在舞台上，因此展示全面的實際空間上的資源非常有限。
- 沒有建築測量參考文件，我只能透過照片估所有的測量值。
- 空間不符合正方網格邏輯，例如 : 樓梯和一樓走道並沒有與柱子對齊。
所以我先透過欄杆高度來衡量整個空間的大小 – 根據經驗，欄杆高度通常是 1.1 米，柱子之間的距離約為 7.7 米。
看著浮動舞台和柱子的方向，我假設這個空間是用兩組網格設計的 : 一個與柱子對齊的建構網格 ( 在結構上支撐空間 ) 和一個與建構網格對角的輔助網格 ( 設計用 )。
我繪製了一個建構網格 ( 7.7 米 x 7.7 米 )，並相應的放上柱子，然後在頂部畫了對角線以獲得輔助網格，這樣便能找出浮動舞台和一樓走道的起點。
根據我繪製的網格，大部分建築元素就可以立即就位。
即便如此，卻無法直接進行建模。因為缺乏參考的素材 ( 尤其是角落的細節 )，我花了很多時間重新設計和調整牆板尺寸，和牆釘位置，以達到美觀的比例。
然後我將 Rhino 模型導出到 .3dm，在 MOI 中打開並再次導出到 FBX。這樣做我就擁有乾淨的四邊形網格，可以在 C4D 中輕鬆編輯和 UV 貼圖。
雖然大部分空間的建模花不到一周的時間，但我又花了一個月的時間來微調細節、調整燈光，並做出我滿意的構圖。
2. 動畫
角色動畫，是使用 Character Creator ( CC ) 創造的。
我讓我的動畫工作流程盡可能簡單。事實上，我使用 iClone 中的 “設置速度" 和 “編輯動作層" 功能來完成最後的角色動畫。首先，我將我的 CC 角色導入 iClone，透過滑鼠拖曳將動作捕捉動畫應用到角色上，並使用 “設置速度"改變速度以創建慢動作效果。
*之前關於 Yim 創建 CG 角色的文章即將發佈，敬請期待。
改變速度會誇大動作，所以我循環播放了角色動畫並刪除了我認為不需要的關鍵幀。然後我使用 “編輯運動層"來抬起手臂並修改手指位置。
2-2 服裝準備
一旦我有了不錯的角色動畫，我就到 Marvelous Designer (MD) 和 Character Creator 準備用於動畫和模擬的服裝。
Marvelous Designer中的布料模擬非常刁鑽 : 多層衣服靠得太近會導致大量抖動，這可能需要無數次模擬才能解決。因此，我將 Marvelous Designer 的兩套服裝 ( 芭蕾舞短裙和褲裙）分為兩類 : 緊身服裝 ( 包括芭蕾舞短裙緊身連衣褲和褲裙的內層 ) 和寬鬆服裝。
緊身服裝將在 Character Creator 和 iClone 中製作動畫，這是遊戲製作中最常用的技術。與 MD 相比，該技術在速度方面非常出色，但在模擬寬鬆服裝細節方面有些不足。
而寬鬆衣服將在 MD 中進行模擬 ( 芭蕾短裙和褲裙的外層 )。
2-3 使用 Character Creator 和 iClone 製作緊身服裝動畫
我在 CC 中的衣服準備 :
- 將服裝從 MD 導出到 FBX 作為 T-Pose。
- 透過 “創建配件" 將 FBX 導入 CC。
- 分配 “皮膚權重"。
- 導出到 iClone。
然後，緊身衣會自動應用到 iClone 中的動畫角色。
2-4 Marvelous Designer 和 iClone 的寬鬆服裝模擬
當有多層衣服時，MD 使用 CPU 比起 GPU 更好模擬衣服。但在這種特殊情況下，將芭蕾舞短裙緊身衣和芭蕾舞短裙分開後，我發現 GPU 模擬實際上比單獨使用 CPU 提供更清晰、更快的模擬。
對於袴 ( 日本和服的一種下衣，包括褲子和部分款式的裙子在內 )，我想創造一種平靜但超凡脫俗的美感，所以我將 “模擬設置" 下的 “重力" 降低到 0，並將 “空氣阻尼" 提高到 5，讓袖子不斷浮動，並讓整個動畫輪廓清晰。
2-5 Houdini 中的姿勢模擬
在 MD 中模擬的服裝有時候會導致細節過多或連接混亂的多邊形，我個人認為前者會分散注意力，而後者在與 “Cloth Surface" 結合使用時會在 C4D 中發生問題。
我將 Alembic 文件導入 Houdini 並使用 “屬性模糊" 來平滑衣服，消除額外的皺褶。
3. 轉變過程
3-1 設置相機
將角色 FBX 和所有 Alembic 文件導入 Cinema 4D (C4D) 後，我接著根據角色動畫設置攝影機。這讓我無法花費額外的時間處理最終鏡頭看不到的細節。
我使用 " PSR" 將攝影機高度位置綁定到角色的『脖子』位置，這樣做可以穩定攝影機並避免分散注意力的動作。
3-2 蓬蓬裙到袴
芭蕾舞短裙到褲裙的轉變是由 C4D 中的 “PolyFx" 和動畫組合推動而成的。
C4D 的 “PolyFx" 透過多邊形分解對象 ; 此後分配的任何 Mograph 效應器將在每個多邊形的基礎影響對象，而不是影響整個對象本體。
我為以下每個部分都分配了一個 “PolyFx"、一個 “Random Effector"、一個 “Plain Effector" 和一個 “Spherical Field" :
- 短裙緊身連衣褲
- 蓬蓬裙
- 袴袖
- 袴上衣 (外層)
- 袴上衣 (內層)
- 褲裙底
然後將每個 “Spherical Fields" 綁定到角色骨架的 “骨盆" 上，將 “Spherical Fields" 綁定到角色後，我為其大小設置了動畫，並調整了不同服裝部分的時間，以按多邊形劃分逐漸縮小/放大。具體步驟請看完整版的製程指南。
*注意：如有疑問，請按Shift-C ，然後輸入您要查找的 Mograph 或函數——我在 C4D 中一直使用Shift-C 。
3-3 蓬蓬裙到蝴蝶袴
除了由 “PolyFx" 驅動的服裝變動外，我還添加了一個額外的動畫層，其中包含 ‘Cloner" 的蝴蝶動畫，這創造了一種錯覺，好像芭蕾舞短裙解體成一群蝴蝶飛走。
我使用 Travis David 創建的蝴蝶動畫 ( 可點擊下載 ) 用到模擬芭蕾舞短裙上，按比例驅動，使它們隨著 PolyFx 動畫一起出現和消失。
對於最終的渲染，我為每個服裝部分都添加了 “Cloth Surface" 和 “Subvision"，以將多邊形分解為更小的部分，打造芭蕾舞短裙被分解後隨即重新融入褲裙的錯覺。
從技術上來講，這是一個相對簡單的動畫，最具挑戰性的部分是時間安排和開發一種隨著角色運動自然流動的美學。僅僅十秒的轉換就花了我兩個多月的時間才得到最終版本 ; 我不斷透過外掛 “Signal" 調整球面場的動畫，渲染視口序列，一遍又一遍地調整和重新渲染。
“Cloth Surface" 和 “Subvision 的計算成本很高 – 每個視口幀至少需要兩分鐘來處理，每個視口序列渲染總共需要大約十分鐘。
4. 渲染
4-1 紋理
我讓我的紋理工作流程相當簡單 – 除了角色，我在最終渲染中使用了 Megascans 材質和樹葉。
4-2 Redshift 限制和解決方法
儘管 Redshift 因其無與倫比的渲染速度而成為我最喜愛的離線渲染器，但在動作模糊和 Cloner/Matrix 方面存在一些限制，我必須有一個解決方法才能為最終渲染做準備。
“動作模糊"，或更具體地說是 “變形模糊"，有助於提高 CG 動畫的真實感。但是，Redshift 有一個已知的限制，就是自動禁用 “PolyFx" 對象上的 “變形模糊"。如果全部打開 “變形模糊"，這將在最終渲染中故障 ( 對象看起來會像彼此穿過 )。在保持全局 “變形模糊"打開的同時，我在每個角色和服裝對像上添加了一個 Redshift 對象標籤，並在 RS 對象標籤上取消選中“變形模糊”。
另一方面，雖然 “Cloner" 和 “Matrix" 都用於對象的相同目的，但它們在視口反饋和渲染速度方面有所不同。使用 “Clone" 在視口中具有所見即所得的優勢，而不是使用 “Matrix" ，您必須渲染出幀才能看到最終結果。
在渲染方面，"Matrix" 的優勢在於 Redshift 渲染 “Clone" 效率更高；以 Shot 4 為例，僅使用 " Cloner"時每幀的最終渲染持續時間為 3 小時，而僅使用 “Matri" 時為 2.5 小時。因此，我在處理鏡頭構圖時使用 “Clone" ，並使 “Swap Cloner/Matri" 將所 “Clone" 替換 “Matri" 以進行最終渲染。
4-3 Redshift 環境
我使用 Redshift 環境為所有鏡頭賦予大氣和神秘的外觀；它還有助於傳達場景的深度，尤其是在像鏡頭 4 這樣繁忙的構圖中。
Redshift 環境的體積材質由兩個高度 “Nul" 驅動；跳舞角色正上方的假聚光燈和舞台下方的兩個區域燈也為紅移環境做出了貢獻。
4-4 Redshift Proxies
完成鏡頭的外觀後，我將盡可能多的對象導出到 Redshift Proxies 中以提高渲染效率。我使用“ Redshift Proxy Exporter ”來批量導出對象——這節省了我很多時間，尤其是在導出植物時。將所有內容替換為 Redshift 代理後，這使我的每幀最終渲染時間從 2.5 小時減少到 2 小時。
結論
【Kagura 神樂】是迄今為止我做過的最具挑戰性的個人項目。我在製 “Kagura" 和 “Ballerina" 的過程中一路學習，通過反複試驗，在過去六個月的迭代中渲染出一個又一個迭代。
在 Reallusion 和 Fox Render Farm 的支持下，我最終實現了“神樂”，這是我開始 CGI 之旅以來收穫最大的項目。
了解更多：
• Kay John Yim 的個人網站https://johnyim.com/
• Kay John Yim 的 ArtStation https://www.artstation.com/johnyim
• 角色創建器https://www.reallusion.com/character-creator/download.html
• iClone https://www.reallusion.com/iclone/download.html
甲尚科技 Reallusion Inc. 