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作者CG 3D艺术家领袖Kim Aava来自瑞士的斯德哥尔摩,今天她就CG艺术家们用于创造逼真写实与风格化环境所用到的技术之间的差别,做了非常棒的总结和分享。
当我们在谈论写实与风格化的时候,我们其实真正是在聊什么?它似乎看起来非常明显,写实更倾向于生动逼真的模仿制作现实的图形图像。它不一定非要存在于真实世界,但是它做出来的效果,应该会让观众感觉就属于我们这个世界。10年前我们认为看起来写实的东西,并不意味着10年后也是这个样子,有些10年前的作品现在看起来甚至是风格化的,因为在制作处理的时候受到技术的限制。
《神秘海域》主角的风格变化
《神秘海域》这款游戏就是个很好的例子,如果你比较他们10年前发行的第一版游戏,和2017年发行的这版,你可以清楚感觉到无论是视觉上,还是技术质量上都有很多的差异。回看一下他们的主人公(如上图所示),缺失了很多的细节,而这些细节是我们在现代技术支撑下,可以完成并做到重点突出的。细节提升的范例是皮肤和服装,两者上的褶皱都和材质一样好。10年前PBR还没有出现在游戏发展史里,但是这项技术在现今的游戏开发中,非常的重要。我们今天所认为的写实,在10年前是不可能的。但是我们仍然会说现在已经足够好了,以后不可能做的更写实了。
在上面所展示的图中,你们可以看到最近发行的一些游戏,他们都是因为写实风格而负有盛名。是什么让例如《地平线:零之曙光》,《神秘海域 4》,和《巫师 3》这样的游戏看起来给人写实的感觉呢?有人甚至会说,是这些图像增强了真实感。我想说的是颜色,灯光以及环境变得更有活力了,有了完美的天气及光照条件,这些效果和你在日常生活中会见到的环境极其相似,是这些因素,让写实感加强了。现在我们制作贴图的工具也多种多样,点石使用最多的是Substance Painter, Substance Designer,PS等多种工具。
就像电影和照片,我们会使用后期和优化处理,来创建更有趣,也更有感觉的场景。现实生活可能看起来会相当的枯燥又乏味,如果一部电影,一个照片,或者一个游戏,不能看起来非常吸引人,那它一定卖不出去。所以我们艺术家需要模仿的是,当遇到一个写实图像的时候,需要专门用完美的场景,颜色,照明以及环境来强调突出写实感,我们需要靠这些来创造出会让我们的玩家感觉,它似乎是属于我们的现实社会的东西(哪怕它并不是完全和现实里看到的一样)。
由于这些新的技术支持,风格化游戏作品在今天也发生了改变。从被限制在低面数和仅仅单一使用颜色贴图输入,发展到了可使用高面数,并添加材质,风格化如今也变得越来越多样化了。
方法可能感觉很相似,但是由于限制的消失,出来的效果如今确实非常不同。写实与风格化之间最重要的区别就是,在写实化作品里,在强调视觉表达的同时,你被限制着要把事物做得看起来很“真”。而风格化作品,你可以自由的运用形状,颜色,夸张或者移除掉细节来在任何方向上,加强外观和给人的感受。写实作品如果这样,就会打破真实感,我们会察觉它并不“现实”,它也不属于我们的世界。
总而言之,你可以认为写实本身就是一种风格上的效仿,没有什么是真的完全真实的,而是在今时今日的技术限制之下制作出来的。
《银河守卫队》&《守望先锋》的游戏画面
极度夸张风格是形状和轮廓的运用,专注于较大的细节和形状,而不是在写实风格游戏里很常见的小细节和微表面细节。在这种风格下,你把一个物件的形状夸张处理,你可能把它放大,或者基于这个细节,对于整个物品想传答出信息的重要性来决定移除掉这个物件。上面展示的极度夸张风格化游戏作品范例来自于《银河守卫队》以及《守望先锋》。这两款游戏都倾向于通过放大较小的细节突出强调。
以上是一个例子阐述了,当你选择要么强调一个物件,要么考虑是否移除掉它时,你需要思考的步骤。上图示例是一个电线线路。这个物件由木梁组成,通常也是物件的图像形状。此外,它还有小的圆柱体绝缘体(用红色圈出来的部分)在极点连接着电线。为了能够为了能够传达出电线线路的功能,是不是需要留存住这个绝缘体,以表达出它的用法,或者玩家如果没有这个绝缘体,又是否能够认出这个东西是干什么的呢?讲这个物件的故事是否重要呢,或者如果我把绝缘体的尺寸比例和形状进行夸大处理,看起来会不会很蠢或者太累赘呢?不管是创作一个写实作品,还是一个风格化作品,这些都是当我在看参考的时候,会问自己的问题,但是当制作风格化作品的时候,我们不打算去尝试获得逼真生动的效果。
另一个需要考虑的方面是这个东西离玩家有多远,意思是高耸入云的,如果它是那么远,你可能半点绝缘体都不用画。即使没有这些小装置,你也可以传达出电线线路的功能性信息。如果这个物件离玩家更近,在物件上加上这个绝缘体来让它的轮廓更生动,并打破物件上木质材料的单调性,这会是一个非常棒的小细节。这个电线线路以何种风格来最终呈现最终效果,其实并没有标准答案,虽然让你处于同一个世界里的物品的风格保持一致性非常重要。
《看火人》和《The Journey》的游戏画面
极简的风格化相较于极度夸张的风格化来说,是比较单调的,它看起来简单朴素。无论是颜色还是形状上,你只通过很少的细节来传达这个资产的目的性和功能信息。通常会剥离掉所有中小型细节,没有输入的法线贴图,通常只用一张颜色贴图。上图所示的两种游戏:《看火人》和《The Journey》都属于极简的风格化游戏范畴。《Journey》这款游戏的示例图中,我们可以清楚的看到地面是沙子,尽管只是一整套的棕橘颜色。你也可以在背景里看到岩石结构,因为它有岩石粗略的形状和轮廓剪影,是周遭的环境来带出了这一视觉感知信息,不需要任何进一步的细节,你也可以认出这是在一片沙漠里的一根岩石柱子。
不管是写实风格,还是风格化的作品,在开始雕刻之前,我都会先分析我的参考素材。举例说明,我们先分析一个简单的物件,例如柑橘。一个柑橘可能非常的简单,没有太复杂的轮廓剪影,因此在开始更复杂的资产之前,先研究分析一下柑橘,是个不错的开始。
当研究参考图片的时候,我倾向于先找一个更大的形状,然后是中等的,小的,最后再到微表面细节。
这个资产的特征是什么呢?能把写实版的柑橘和风格化版本的柑橘区分开的是细节和材质吗?界定资产的特性,无论是对于创造一个写实的外观,还是风格化的外观,都非常有用。
通过强调突出需要的细节,你可以再创作出非常生动写实的作品,同时也可以知道在风格化的制作里,哪些细节需要突出强调或者改变。
基于我的分析,我同时创建了一个写实风格的,和一个风格化版本的快速作品。你可以看到它们是怎样共用相同的椭圆形,还带有一点点的不规则,因为它是一个有组织结构的水果。在它的顶部有外皮褶皱,是树枝连接根茎的部位(柑橘的绿色顶部)。一个柑橘的微表面特征很粗糙,带有小的不均匀的坑坑洼洼,这个可以帮它增加一个细节纹理贴图叠加,这样灯光反射到橘皮上,会让它看起来很粗糙。表面坑洼不平是柑橘非常重要的一个特征,对于一个风格化的资产,我会保留一点这个特征,然后进行放大,这也有助于当它缺少了表面细节,变得更光滑后,让它不至于看起来像一个橙色的西红柿。你需要调整整体形状,这能够更好的帮助玩家识别出物件的种类,无论你使用什么样的风格。
轮廓对于任何物体都是非常重要的,对于简单的资产,比如一个木桩,海盗船长的宽边帽。你必须能够识别一个物体,即使是那些被认为是来历不明的物体,它们从一开始就应该是可识别的。
关于写实化和风格化的讨论,我在两种不同的风格中分别做了同一个资产。一个是真实的木桩,另一个是风格化的,以显示我在处理不同风格时对形状、轮廓和细节的处理方法。对于风格化的方法,我选择了过分夸张的风格化,因为极简主义的风格化可能不需要模型的雕刻版本。
开始雕刻时,我将资产中不同层次的细节划分为几个部分。先列出大的细节,然后再拆分成细微的部分。即,轮廓和大的形状,中等的细节,小的细节和微观表面的细节。
当你开始雕刻时,定义资产的轮廓是最重要的部分。从大的比例,轮廓和整体形状来看,在写实化和风格化的资产之间有一个小的区别。在有些地方,真实的树桩比风格化的树桩有一种更随机或更不稳定的感觉,特别是在底部,我添加了更多的直线。在雕刻时,大的形状和剪影是重要的,它使资产的形状可识别。在深入细节之前,较大的形状更容易纠正和调整。假设你首先开始细化,然后发现资产的形状有问题,这将更难纠正,因为细化需要更多的多边形。
较小的形状会对轮廓产生,但不影响物体的基本轮廓,如上图所示。跟初始的形状相比,这些形状需要更多的多边形。在这个例子中,中等的细节是树桩顶部脱落部分的碎片。重要的是要考虑当树干的其余部分被扯掉时,碎片是如何发生的。是有人把它锯掉了吗?它是从哪个角度掉下来的?等一些问题都需要考虑。如果把它锯掉,树桩的顶部看起来会很不一样,它将是一个平面和一条直线,内部的木材会看到标记和很少的撕裂迹象。
写实化和风格化的资产都存在分裂和不均匀的现象,但在风格化的版本中被最小化和简化,以避免嘈杂的感觉,并保持它的干净。而写实版则有更多的小“牙齿”和锯齿状,以模仿写实版树桩的碎片状外观。
参考下不改变整体形状和轮廓的部分造型,它塑造了物体的特征和外观。树皮是树木的一种特征,可能是现在存在的或者是裸露的木头。不同类型的树皮,无论是现在存在或裸露的木头,他们都会依附与中等细节的形状。风格化的树皮上的外皮更大,因为这是木桩的特征,这些细节没有被移除,而是被夸大了。
木眼和木孔在这种情况下不影响轮廓,因此被认为是小细节。木眼是连接树干和被砍下或掉下的树枝的末端部分,木眼的大小表示缺失的树枝的比例。木眼和木孔在这种情况下不影响轮廓,因此是小的细节。由于木眼的尺寸比较小,离树干较远,所以在被砍下时可能比较新鲜。如果不把木眼摘除,树干底部的树枝往往比树干顶部的大。在制作你的资产时,要考虑诸如此类的细节。
对于木孔,两者之间没有太大的区别,风格化资产的形状是直的,以适应剩余的树皮的棱角样式。
写实的树桩的年轮细节
风格化树桩的年轮细节
树的年轮显示了一棵树的年龄,因为底部的树桩很粗,可以认为这棵树很老了,因此增加了一个合理的数量。在风格化中,这是很难显示和发挥出来的,因为添加大量的圆环会使表面看起来很杂乱。对于风格化的模型,我省略了较小的圆环,只关注较大的区域,添加了较大的线条来显示圆环的形状。
微表面细节。这个极其详细的细节是最后一个要添加的,因为它需要大量的多边形。在添加微表面细节之前,所有主要的(和可以发现的次要的)问题都应该进行了调整,因为到了这一环节后,就很难轻松地对模型进行主要的调整了。
写实的树桩的树皮细节
一般情况下,微表面细节是指增加表面的噪点,如片状的树皮、锈蚀的表皮、小裂纹等。在这些木桩中,真实的树皮有更多的纤维结构,相互重叠,形成纤维结构表面。为了避免风格化的树桩的表面有很多微表面细节,树皮会有更大的形状,表面没有噪点,如添加到树皮上的片状特征。
风格化树桩的树皮细节
和前面的例子一样,风格化的树桩上的小点可以是微表面细节,也可以是小细节,这取决于大小和对模型的影响。一个裂缝甚至可以是一个大的细节,如果它改变了模型的形状或轮廓。在查看参考资料时,将资产分成诸如上述示例之类的类别,并确定资产中哪些是大、中、小和微小细节的详细信息,这非常重要,可以帮助你在创建模型的过程中提供帮助。从更大的形状开始,以更小的细节结束,这似乎是显而易见的,但这是艺术家们常犯的一个错误,尤其是当他们过于关注某一资产的某些部分而不是整个资产的时候。
作为最后的比较,您可以在下面找到烘焙高模的最终结果。UV布局并没有针对游戏中的使用进行优化,相反,UV -island是为了更好地比较两个树桩的细节而设计的。
写实的树桩UV
风格化的树桩UV
一个风格化的物体似乎有更少的细节和更大的形状,这意味着它更容易创建和画贴图。旧的手绘风格需要将光线和阴影信息绘制到颜色贴图中,以避免需要法线和高光贴图的输入,这种技术也很方便地在灯光贴图大小中节约内存。由于技术的限制,在色彩输入中加入光影是必要的,也影响了游戏艺术的执行。随着PBR等新方法的出现,写实化和风格化的工作方法变得非常相似,因为PBR为贴图和材料的创建设定了指导方针。虽然在旧的手绘和写实的贴图中添加不同的光线信息来创建阴影和高光是很常见的,但在PBR中,无论选择什么风格,你有一个没有光影信息的平面的颜色贴图。因此,为风格化的资产创建贴图的过程既不容易也不比写实贴图难,因为无论选择什么风格,PBR的指导方针和执行是相同的。
上图片是一个渲染的最终有光线信息的贴图。最后的模型没有任何特殊的着色器,他们只输入了最基本的反射率,法线,光泽度,镜面和环境遮挡。这是为了演示建模和贴图的基本原理,而不需要高级的输入,把材料复杂化。
上面的渲染图展示的是一样的木桩,但只输入了反设率和非发光材料。由法线,光照度,高光输入与光源相结合产生的光照信息和深度,大部分的中、小和微表面细节只能通过场景照明的viewport可见,当去除这些输入时,这些信息和深度会丢失。
正如前面所提到的,在PBR中,只使用颜色信息作为高光,而阴影由渲染引擎添加。值得注意的是,当比较albedo贴图时,我为风格化的树桩添加了高光和阴影。在风格化中,你可以自由地增强细节,比如在贴图中添加高光和缝隙来强调深度。这是一种风格的选择,你不应该害怕添加细节,只要它不打破在场景中的光线。以PBR为指导,不以任何方式设定规则,PBR有不同的方法,各引擎的输入是不同的。人们很容易忘记这些并不是既定的规则,而作为一个艺术家,你有艺术的自由来增强和强调你作品中的元素。
下图是风格化和写实的树桩的albedo贴图对比,以提供一个更好浏览,来比较两种模型的贴图方法。
风格化树桩的albedo贴图
写实的树桩的albedo贴图
我倾向于使用一个大约5%强度的曲率贴图和一个棕色的覆盖层来增加一点脏迹到缝隙中,以突出模型中增加的深度。这似乎也与反射率的平整度相矛盾,但是,正如前面提到的,我们可以在合理的范围内自由地增强我们创作中的细节。
上面的两张图是相同的资产在不同光源里的渲染。这是一个风格化作品和写实作品在不同灯光条件下的比照,也可以看到在albedo上做出的加强的效果。风格化树桩的裂缝中增加的高光和黑暗不会对来自不同方向的阴影投射产生负面影响。和写实风格的树桩一样,在裂缝处增加的棕色不影响阴影的投射,尽管当在昏暗的灯光环境下,可以加强的树皮的细节。但是当太多高光或者阴影被加在反射率上的时候,它可能打破这个阴影的投射,就无法再多种样的灯光条件下重复使用了,这就是使用PBR来开始的原因了。
《守望先锋》地图——渣客镇
在开始之前确保找好了参考,在你开始搭大形或者建模之前,把模型,环境或者角色做一个分类。列个清单存在文档里,大、中、小、以及微表面细节。无论你的物件,核心想要使用哪种风格,这一条都一样重要。这一步操作在整个创作过程里都会非常有帮助,因为你已经决定好了你的操作指引,可以减少你工作过程里的被打断,以及分析出被你忽视掉了的,但其实很重要的细节。对于一个风格化的项目,如果你想要完成一个夸张的风格化,或者一个极简的风格化作品,建立这个指引也同样重要。这些风格上的决定,会影响到轮廓,也会影响到你决定怎样处理模型上的细节。
总而言之,记住,无论是写实,还是风格化,都没有所谓的正确的创作方式,重要的是最后的结果,是你如何成功的把握住作品的核心,并在游戏里把作品的本质呈现给你的玩家。
作者:Kim Aava
源网:https://80.lv/articles/realistic-vs-stylized-technique-overview/
原文始发于微信公众号(点石映画):[CG真·秘闻]:写实vs风格化,哪个才是你的菜?