Создание фотореалистичных кистей в V-Ray & XGen

Введение

Привет всем! Меня зовут Джиллиан Убандо, и я CG-артист из Лос-Анджелеса, Калифорния. Ранее я работала в EDGLRD и Elastic в качестве ведущего специалиста по компьютерной графике/универсала как в предварительно рендеренных, так и в реальных рабочих процессах.

После получения степени в области неврологии в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе я перешла в сферу визуальных эффектов и быстро нашла увлечение повествованием через компьютерную графику. Сейчас я работаю над фильмами и рекламой, специализируясь на фотореалистическом освещении, разработке внешнего вида и цифровых декорациях с такими клиентами, как Джеймс Кэмерон, The Weeknd, Ким Кардашьян, Nike, Трэвис Скотт и Марк Джейкобс. Я люблю создавать кинематографические ролики в реальном времени на Unreal Engine для глобальных кампаний и оригинальных проектов. Моя цель — продолжать работать над проектами, в которых сочетаются повествование, настроение и техническое мастерство как в реальном времени, так и в предварительно рендеренных процессах.

Цель проекта

Этот проект начался как личное исследование внешнего вида и затенения с бонусным глубоким погружением в груминг. Я не специалист по грумингу по профессии, но хотела бросить себе вызов и создать 27 пользовательских описаний XGen для разных кистей, а также создать многослойные материалы для груминга, которые могли бы поддержать реализм, к которому я стремилась.

Основное внимание было уделено рассказу тихой истории через детали поверхности, мягкость и износ, который инструменты собирают со временем. Эта работа — первая в продолжающейся серии личных работ, посвящённых цвету, мастерству и старению материалов.

Ссылка и вдохновение

Моим основным источником вдохновения послужил кадр, который я нашла на Pinterest, первоначально из работ Джексона. Меня привлекли тонкий износ, цветовые вариации и текстура щетинок, это показалось мне идеальной задачей для фотореалистичного исследования груминга и затенения. Затем я собрала дополнительные ссылки для освещения, настроения и конкретных деталей модели, таких как пропорции ручки кисти и деревянная коробка, в которой они могли бы храниться.

Моделирование и текстурирование

Я смоделировала несколько кистей в Maya, работая в масштабе реального мира. Чтобы получить достаточно деталей для рендеринга крупным планом, не создавая при этом слишком много наборов текстур, я сгруппировала кисти в UV-наборы по 3–4 в каждом.

В Substance 3D Painter я начала с базовых умных материалов для текстуры древесины и металла, быстро дополняя их, накладывая процедурные слои грязи, разбивки шероховатостей и индивидуального износа краёв. В конце концов, я создала свой собственный базовый умный материал из этой настройки, который я использовала повторно для кистей, прежде чем маскировать под него остатки краски для каждой кисти. Всё было организовано по слоям и папкам, чтобы я могла текстурировать итеративно, корректируя цвет по мере уточнения затенения груминга.

Груминг и направляющая работа

Щетинки были ключом к продаже реализма, поэтому я потратила много времени на ручную расстановку и формирование направляющих XGen, чтобы они соответствовали моим референсам. В некоторых областях я добавила внешний груминг, чтобы разбить силуэт и добавить отдельные волоски для естественного разбиения. Я в значительной степени полагалась на комки, шум и модификаторы разрезов, чтобы создать диапазон состояний, от новых до слегка использованных, до изношенных.

В общей сложности для сцены потребовалось 27 отдельных грумингов, чтобы запечатлеть диапазон форм и состояний щетинок.

Внешний вид и затенение

Поскольку смешивание цветов вдоль пряди было так важно, я начала работу над внешним видом на раннем этапе. Я использовала узел V-Ray Sampler Info для управления градиентом вдоль координаты V пряди, контролируя переход цвета от основания к кончику. Изначально градиент казался слишком ровным, поэтому я добавила шум во входную часть градиента для большей вариативности.

Чтобы добавить реализма, я также включила комки краски, геометрия груминга затенена с использованием V-Ray Distance Tex для естественного перехода в щетину. Это помогло продать идею о засохшей, накопившейся краске между прядями.

Анимация камеры

Хотя это была работа в стиле натюрморт, я хотела придать ей движение. Я анимировала простое перемещение камеры, чтобы создать кинематографическое ощущение макрофотографии, затем добавила едва заметную тряску камеры с помощью шумового выражения, чтобы вызвать ощущение съёмки с рук. Это добавило немного дополнительной жизни в финальное видео.

Освещение

Работа со светом велась поэтапно. Сначала я назначил для рукояток кистей шейдер Блинна, чтобы сосредоточиться на направлении света и форме. Когда стало понятно, что всё сбалансировано, я добавил текстуры и причёски и дополнительно усовершенствовал настройку.

Я использовал классическую трёхточечную схему освещения: тёплый ключевой свет, контровой свет и нейтральное HDRI-заполнение от Poly Haven. Позже я добавил мягкий фоновый свет, чтобы передать значения в окружающей среде и направить взгляд. На протяжении всего процесса я постоянно обесцвечивал рендер в буфере кадров V-Ray, чтобы проверить чёрно-белые значения и убедиться, что композиция читается чётко без цвета.

Настройки рендеринга и оптимизация

Рендеринг 27 причёсок в полном разрешении быстро стал затратным, особенно с учётом того, что я всегда планировал это как видео, а не просто как статичное изображение. Мои ранние тестовые рендеры занимали несколько часов на кадр, поэтому я сосредоточился на оптимизации настроек рендеринга.

Для статического изображения я рендерил с довольно стандартным качеством. Но для видео я использовал проход шумоподавления V-Ray в качестве финального рендера и скорректировал настройки в пользу скорости:

• GI Light Cache Subdivs: 500
• AA Max Subdivs: 8
• Noise Threshold: 0.15

Полученный рендер был шумным, но шумоподавитель удивительно хорошо его очистил и сэкономил массу времени на рендеринг.

Компоновка и цветокоррекция

У одной кисти были мерцающие отражения в анимации, которые я изолировал с помощью Cryptomatte в Nuke. Мы с другом попробовали несколько методов устранения мерцания, улучшив изображение примерно на 60% в Nuke, а затем пропустили его через инструмент устранения мерцания в DaVinci Resolve, который дал лучшие результаты.

Окончательная компоновка и цветокоррекция были выполнены в After Effects. Я изучил ссылки на фильтры в VSCO, и как только нашёл настроение, которое мне понравилось, использовал его в качестве ориентира для окончательной оценки, балансируя теплоту, текстуру и контраст, чтобы связать всё воедино.

Заключительные мысли

Эта работа заставила меня балансировать между ремеслом и контролем, особенно в тех областях, на которых я нечасто сосредотачиваюсь, например, в причёсках. Это также дало мне возможность поэкспериментировать со светом, углубиться в сложные шейдеры для волос и оптимизировать рендеринг.

Более чем что-либо ещё, этот проект напомнил мне, как много истории и индивидуальности можно передать через износ поверхности, разбивку цвета и мельчайшие намёки на использование. Это была личная техническая задача, но также и возможность замедлиться, понаблюдать и создать что-то тактильное и спокойное. Я рад продолжить изучение подобных практических исследований, основанных на реальных задачах, и надеюсь, что этот анализ был полезен для всех, кто хочет глубже изучить причёски, затенение или освещение сцен в V-Ray.

Джиллиан Убандо, CG-артист