3D-karaktermodellering [trin for trin]

Introduktion

Tag et hvilket som helst moderne spil og fjern alle figurerne fra det. På trods af de fremragende omgivelser har du intet at spille med, bogstaveligt talt. Karaktermodellering er et centralt element i ethvert 3D-modelleringstjenester da de er meget efterspurgte i mange brancher: spil, film, tegnefilm, markedsføring osv. 

At skabe en 3D-karaktermodel er måske ikke så anderledes end enhver anden form for modellering. Men det er det også, da det kræver et vist niveau af færdigheder og flere trin for at færdiggøre en figur. 

I denne komplette vejledning vil vi gennemgå alle faser af karaktermodellering: fra udarbejdelse af grundlæggende konturer til animation og rendering og alt derimellem.

Men lad os først sammenligne det med 2D-tegn.

3D-karaktermodel vs. 2D-karaktermodel

Spille- og filmindustrierne har udviklet sig for længe siden og ligner slet ikke dem, vi kender nu. Så i bund og grund er den største forskel, at man ikke længere bruger 2D i spil, da 3D har alle fordelene.

Selv om de begge har ret til at eksistere, er den største fordel ved 3D-karaktermodellen i forhold til dens 2D-model:

Animation 一 3D-figurmodellen er nem at animere, da den allerede er skabt i 3D-rummet. Det er ikke nødvendigt at tegne den om i forskellige stillinger for at vise bevægelser. 

Realisme 一 3D-figurer er skabt med fotografisk nøjagtighed og et ekstremt detaljeringsniveau, som originale 2D-skitser bare ikke kan levere.

Visualisering 一 I modsætning til 2D kan du se 3D-figurer fra forskellige vinkler med flere farver og mere realisme.

Enkelhed i tilpasningen 一 det er meget hurtigere at opdatere, justere og genbruge 3D-modeller for at skabe nye figurer eller supplere eksisterende scener.

Det er ikke underligt 3D-modellering af figurer er mere populært end 2D i spil, ikke sandt?

Hvilken teknik er bedst til 3D-karaktermodellering?

Nu hvor du ved, at det er bedst at lægge din indsats på skalaerne i en 3D-figurmodel, er det tid til at vælge den teknik, du vil bruge.

Polygon Modellering

Polygon-modellering er den grundlæggende form for 3D-modellering, som enhver nybegynder eller ekspert kommer til at møde. Den bruges til at skabe 3D-modeller med polygon'er, der danner en polygon mesh. 

Modelere bruger denne teknik til at skabe ikke kun 3D-figurer, men også andre spilaktiver, da polygon'er er nemme at redigere. 

Bemærk: For at sikre, at din model bevæger sig jævnt, skal du huske at tilføje et tilstrækkeligt antal polygon'er på bevægelige dele som knæ og albuer ved at underopdele polygon'erne.

Det bedste ved denne metode er, at du kan bruge high poly-modellering to achieve finer details of the objects close to the camera. However, if you need to model background objects or characters you’ll need to learn what is LOD and use low poly. 

NURBS-modellering

NURBS-modellering, også kendt som spline-modellering, er en metode til at skabe 3D-objekter med fleksible kurver, der er defineret af kompleks matematik. Anvendelse af denne teknik gør 3D-karaktermodellen glat. 

Der er dog en ulempe.

De enkelte dele af modellen, der er fastlagt ved hjælp af den matematiske formel, er vanskelige at redigere. Man kan ikke redigere den uden at krænke hele modellens integritet. Så NURBS-teknikken bruges sjældnere, når det drejer sig om karaktermodellering.

3D-karaktermodelleringsproces

Som tidligere nævnt er det at skabe en 3D-karaktermodel en proces i flere trin, som du bør kaste et blik på, før du går i gang. Så nu vil vi gennemgå den trin for trin.

Trin 1: Oprettelse af det grundlæggende design

Det allerførste skridt i denne proces er at lave en skitse af din fremtidige karaktermodel med omridset og alle de vigtigste funktioner. Der er ingen grund til at dykke dybt ned i detaljerne fra starten. Det er nok at have en idé om modellens størrelse og form for at skabe front- og sidevisninger. 

Du kan starte med en simpel 2D-tegning eller tegne skitsen i 3D-modelleringsprogrammet. De fleste af dem tilbyder det. Når du er færdig med skitsen, skal du placere terningen eller enhver anden grundlæggende geometri, der skal sidde i X-, Y- og Z-planet. Det skal svare til toppen, bunden og siderne af dit objekt. 

Hvis du vil gå mere i dybden med dit karakterkoncept, kan du også tegne yderligere billeder af forskellige bevægelser, træk og kostumer, før du går videre. Men det er ikke en nødvendighed på dette stadie.

Trin 2: Modellering af karakterer

Når de grundlæggende idéer er færdige, begynder den egentlige modelleringsproces. Det er den længste fase i 3D-figurmodellering, som også omfatter flere trin.

Blokering af

Blokering er den fase, hvor du kombinerer forskellige primitivformer for at skabe den grundlæggende form for din fremtidige model. Dette danner den grundlæggende kontur af din figur, herunder face, krop, skelet og muskelramme. Du kan f.eks. kombinere flere terninger og cylindre, så de passer til din 3D-karakterform, som du senere vil stilisere.

På dette tidspunkt vil du forstå, at karaktermodellering kræver et vist kendskab til anatomi for at opnå harmoni i proportionerne, selv i hypertrofiske former. 

Sculpting

En af de vigtigste dele af 3D-figurmodelleringsprocessen er digital billedhugning. Kunstnere bruger noget, der ligner digitalt ler til at skabe en høj grad af detaljerigdom.  

Mange af jer vil måske undre jer over, hvorfor vi ikke har inkluderet det i karaktermodelleringsteknikkerne.

The thing is sculpting is used to create hyperrealistic details of the object that you couldn’t otherwise achieve with traditional modeling techniques. Still, it is best to use sculpting at this stage to create more details by inserting them into your polygonnettet.

Retopologi

Topologien af en 3D-figurmodel, der skal animeres, er lige så vigtig som det rigtige antal polygon'er. Strukturen af surface bestemmer objektets visuelle egenskaber og gør nogle detaljer voluminøse.  

Præcise 3D-figurer skal imidlertid have en ideel topologi, hvor antallet af polygon'er ikke har indflydelse på deres kvalitet. Derfor skal du retopologisere din model for at organisere og justere polygon'er lokalt. Retopologi har med andre ord til formål at reducere antallet af polygon'er i en model, så animationen forløber problemfrit.

Udpakning og bagning

The last thing in the character modeling stage before you can move it into the UV mapping and texturing stages is UV unwrapping and baking. You need to create a 2D representation of your 3D character model and bake it.

Dette var det sidste skridt i modelleringen af en 3D-figur. Men der er også et mere at gå igennem for at gøre den færdig.

Trin 3: Teksturering

Selv om din 3D-figurmodel har upåklagelige detaljer, efter at du har skulptureret den og finjusteret formerne, har du stadig brug for tekstur. Den giver liv til din model og gør den mere virkelighedstro ved at anvende farve og surface. 

3D-figurer har typisk komplekse teksturer. Så når du har UV-afviklet din model, skal du bruge værktøjet til teksturmaling til at anvende flere surface- og farveattributter som f.eks. bump og okklusioner.

Det er trods alt mikrodetaljer, der betyder mest. Du har brug for tekstur til at dække lyseffekter, refleksioner og andre fysiske egenskaber for at gøre din 3D-figur realistisk.

Bemærk: at skabe nuancer og indstille grundfarver kræver, at du anvender forskellige teksturkort til din model. Først herefter kan du bruge materialet teksturer til at afslutte det.

Når du har tekstureret din 3D-figurmodel, anses den for at være færdig. Alle de andre faser skal kun gennemgås, hvis du ønsker at animere din model. Og da 3D-figurer normalt er animerede, er vi nødt til at dække dem for dig også.

Trin 4: Rigging og skinning

Karakteranimation er et helt nyt niveau af 3D-modellering. Det kræver, at du kender din figurs ledstruktur og ved, hvordan de fungerer for at få din model til at bevæge sig. Til det kræver det også "forberedelse" i form af rigging og skinning. 

Rigging er processen med at skabe et virtuelt skelet af din 3D-karaktermodel, der definerer de vigtigste punkter til at integrere din karakters krop og få den til at bevæge sig.

Et godt tip: for at skabe en balance mellem fleksibilitet og realisme i din karaktermodels bevægelser har du normalt brug for mellem 20 og 100 knogler. Et stort antal knogler gør det dog svært at manipulere.

De fleste 3D-modelleringssoftware leveres med færdige skeleteksempler. Riggen skal dog være i overensstemmelse med modellens design. Vær opmærksom på det.

Dernæst kommer skinning, som du bruger til at fastgøre modellens surface og skelettet sammen. Kvaliteten af skinning definerer, hvordan en 3D-figurmodel ser ud, når du udfører handlinger. Når du har skindet modellen, er den klar til at blive animeret.

Trin 6: Animation

Animation er det sidste trin i 3D-figurmodelleringsprocessen. Det fortjener en særskilt artikel, men vi vil gå i dybden med nogle få nuancer for at hjælpe dig med at forstå det bedre.

På dette tidspunkt giver du liv til din 3D-figur. Du animerer dens kropsbevægelser, skaber ansigtsudtryk og fremkalder følelser for at gøre den så tæt på virkeligheden som muligt. Normalt bruger du særlige værktøjer til at skabe alle disse bevægelser og manipulere separate kropsdele. 

Men hvordan fungerer det normalt?

Som du ved, er animationen en serie af statiske billeder med forskellige detaljer. For at opnå den maksimale realisme i bevægelserne bruger kunstnere keyframe-animation. De definerer karakterens position i de første og sidste frames. Alle de andre frames beregnes af programmet.

 Det lyder måske kompliceret, men i virkeligheden er det meget enklere.

Top 3D-software til modellering af figurer

På dette tidspunkt er du måske ivrig efter at springe direkte ind i 3D-figurmodelleringsprocessen. Det er helt berettiget, da karaktermodellering er ekstremt populært lige nu. 

Men før du gør det, skal du vælge pålidelig software, der kan hjælpe dig med at gennemgå alle de faser, vi lige har gennemgået.

1. 3d Max

Det er et betalt 3D-modelleringsprogram, der er værd at bruge. Det er en af de mest populære karaktermodelleringsprogrammer derude. Det giver færdige modeller og er kompatibelt med de fleste plug-ins og add-ons. 3d Max hjælper dig med at skabe ikke kun 3D-figurmodeller, men også et spilmiljø og hele verden. 

Den eneste ulempe er, at nybegyndere kan finde det overvældende. Derfor bruges det hovedsageligt af professionelle.

2. Maya 

Samme som i 3d Max, Maya er den Autodesk-native software til karakteranimationsfasen. Allerede riggede og skindede modeller importeres til Maya for at få de fineste detaljer. Det giver kunstnerne mulighed for at arbejde med de mindste bevægelser af hår, tøj og ansigtsudtryk. Maya tilbyder et stort sæt værktøjer og fremragende renderingsmuligheder for at få mest muligt ud af modellen.

3. Blender 

Hvis du er nybegynder inden for 3D-figurmodellering, Blender er den bedste måde at starte på uanset vidensniveauedge og budget. Dette er den mest populære gratis mulighed for at skabe 3D-figurmodeller og andre 3D-objekter. Selv om mange af jer måske bliver forvirrede med interface, er der masser af tutorials og vejledninger til at få dig i gang med enhver type karaktermodellering.

4. ZBrush 

Du leder efter et selvstændigt værktøj til modellering og skulpturering, som du skal støde på ZBrush. Det er den software, der egner sig bedst til organiske former, som 3D-figurer i spil normalt er. Så det er den bedste løsning, hvis du ikke kun vil modellere og skulpturere et objekt, men også oprette en UV map, tilføje tekstur og forberede det til rendering. Det ser ud til at det gør alle de samme ting som Blender, så der ser ud til at være en evig kamp om Blender vs. ZBrush.

Software	Prisfastsættelse	Omkostninger	OS
3d Max	Abonnement	pr. år: £1968/$1700 Pr. måned: £246/$215	- Windows 7 (SP1)- Windows 8, - Windows 8.1 - Windows 10
Maya	Abonnement	pr. år: £1,968/$4590 Pr. måned: £246/$215	- Windows 1010.13.x og derover- Linux Red Hat Enterprise Linux 7.3 og 7.5- Linux CentOS 7.3 og 7.5- Apple macOS
Blender	Gratis	Gratis	- Linux- macOS- Windows- Android
ZBrush	Abonnement på livstid	Livsvarig licens: £769.20/$895 Pr. måned: $39,95 om måneden	- Windows Vista og derover - macOS: 10.10 og derover

Hver af disse programmer til karaktermodellering giver dig et unikt sæt funktioner, som du har brug for i hver fase. Intet forhindrer dig i at starte simpelt og bevæge dig mod kompleksitet.

3D-figurmodellering er fuld af udfordringer og faldgruber, som du skal og vil støde på undervejs. Det er dog også dybt tilfredsstillende og givende, da du skaber noget unikt hver gang. 

Jeg håber, at denne trin-for-trin-beskrivelse vil hjælpe dig med at komme hurtigere ind i processen: lige fra starten og indtil animationen.