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综合题库,过去留下的知识宝库

虽然#必慕蓝模#发布了最新的制作流程和方法(2019岁末版),但对于历史更新过程中的版本,依然有很多有价值的技能。我们专门保留了这部分内容,以备遇到问题时可以查阅。

优化模型部分(内训课)

重要说明:不要把《综合题库》的内容与最新版的标准混淆了,以下课程内容仅作为参考,以弥补(2019岁末版)中可能存在的一些细节描述不足的问题。比如,对于CAD图形或者展UV方面的问题。并不是所有的章节都非学不可,建议遇到具体问题再看不迟。

为什么需要把局部变得更平滑

高精度模型的目的是为了表达必要的结构细节,并不是表面越多越好。而是应该把更多的多边形用在结构变形的过渡区域。理想的状态是,大的转折分配更多的分段数,产生更多的表面;小的转折分配少量的分段数,产生较少的表面。

如果你觉得很难理解,可以想象一下。离你5M的距离放了一个直径为50cm和5cm的12边形,你能一眼就看出,直径50cm的12边形并不圆;而直径为5cm的12边形,却误以为它是圆的。如果,你想让直径50cm的12边形看起来足够圆,就必须增加它的边数。

可计算机的世界里,你不可能无限地增加边数,因为内存和CPU的运算能力是有限的。所以,你只好向性能妥协,你需要考虑,把直径50cm的12边形的边数增加到多少?才能在距离5M时,让它看起来正好是圆形的。这样,既满足了效果,又兼顾了性能。

不要小看上面这段假设!里面至少有三个变量需要格外注意。一. 要让多边形足够圆,直径与分段数之间的正比关系;二. 观察距离与分段数之间的反比关系,即离得越近 ,需要更高的分段数才能显得圆;三. 在相同的硬件配置下,分段数与流畅度(帧速率)之间的反比关系。

所以,模型的多边形数量不是越高越好,而是在有限的前提下,尽可能把多边形的数量安排在需要的地方,俗称——好钢用在刀刃上!

那么,哪些地方是需要的呢?既需要考虑曲面过渡的尺寸大小,还要考虑观察的角度和距离。这些策略几乎同时会用到高精度模型和低精度模型上。

这意味,弧度大的圆形、视点聚焦的区域,以及特写镜头会看到区域,都需要更多的分段数来显得平滑。

在平滑之前,先判断模型的哪些区域需要更平滑?

相同的距离,蓝色模型有更高的分段数看起来更圆滑;而红色模型的分段数太低显得生硬

为什么要用TurboReverse反平滑

我们现在看到的高精度模型,大多数都是源自一个低精度模型, 因为低精度模型更易于编辑和修改。但低精度模型要变成适合渲染的圆滑模型,就需要进行细分计算。3dsMax的细分算法有网格平滑和涡轮平滑,当保留平滑修改器时,我们很容易“找回”未平滑的低精度模型。但是,大多数模型的修改器堆栈已经塌陷,如果没有TurboReverse反平滑修改器的帮助,我们是很难把模型恢复到低精度状态的。

TurboReverse反平滑修改器的作用就是删除“涡轮平滑”的细分网格,找回细分之前的模型。这对于经常要做低精度模型的人来说,简直是天降神器!!!简单点几下鼠标,就能把模型的多边形数量降低90%,还能保持基本造型和UV设置不变 。 除了TurboReverse反平滑修改器,目前我还未发现更快的解决方案。

轻松把模型的多边形数量降低90%

贝壳椅的靠垫为高精度的细分网格
使用TurboReverse反平滑修改器之后的简模效果

使用TurboReverse反平滑要注意什么

TurboReversex是一个新的插件,并不包含在3dsMax中,需要单独安装(进阶篇学习交流群里提供软件下载)。跟TurboReversex这个名称一样,它是针对使用了TurboSmooth修改器的模型的。而且,在使用的时候,可能会出现视口无法选择模型的问题,但依然可以通过名称选择对象。模型塌陷后恢复正常,详情参见课程。

为什么需要人工减面

高模转低模的三个方法中,TurboReverse(反平滑减面)修改器只能针对使用了涡轮平滑修改器的模型;专业优化修改器虽然简单,但又不能保持四边面的拓扑结构。如果需要减面的模型,没有使用涡轮平滑做细分,另外,还要求低模也要保持四边面的拓扑,这就需要用到本课介绍的方法。

人工减面直从模型的循环边入手,通过移除不必要的循环边达到减面的目的。有两条基本原则:一.两点决定一条直线,直线段中间的分段线全部移除;二.降低圆弧段的分段线,比如把倒圆角的5段改成3段。这样,既保留了模型的主要造型特点和四边面,又能极高的降低模型的面数。

相对于自动减面(反平滑修改器和专业优化修改器),人工减面的适应性更强,而且过程和结果都是可控的,是必慕蓝模加工流程中非常重要的节点,该技术同时也适用于游戏行业。

人工减面之前的椅腿模型,采用了人工细分建模方法
经过人工减面之后的低精度椅腿,保留了基本型和四边面
经过人工减面之后的低精度椅腿,保留了基本型和四边面

人工减面为什么要分层

必慕蓝模使用了低模屏显、高模渲染的代理技术,因为共享材质的需要,高精度模型和低精度最好在同一文件中。但因为它们同处一个位置,为了区别对待,为模型分配不同的图层是简单和有效率的做法。

为什么还要实例化

一个家具模型中有很多部件的造型是相同的,比如椅腿或五金配件,相同的造型最好是组件(如同CAD的图块),这样,编辑其中之一,其它同步变化,以此提高效率。但遗憾的是,很多模型没有保留历史纪录,相同部件之间的“关联性”没有了,这给模型的进一步优化加工带来了麻烦。如果不解决,就意味着一个操作需要重复做多次。而实例化就很好地解决了这个问题。

在3dsMax中复制模型时可以选择——实例,来保持原模型和克隆之间的关联。花一点时间做好这些,将优化模型和展UV的效率提升好几倍。

克隆模型时可以选择三种不同的模式,实例可以保持复制品之间的关联
四根椅腿经过实例化之后,编辑其中之一,其余同步变形

为什么要识别壳修改器

上一课已经讲解了TurboReverse(反平滑减面)修改器的优势,但它并不能正确地处理使用了“壳”修改器和涡轮平滑修改器之后的模型。想要TurboReverse(反平滑减面)更好的工作,必须识别使用了“壳”修改器的模型。这样,通过反向操作,先把模型恢复成单片,再使用TurboReverse(反平滑减面)修改器减面……详细步骤见课程。

使用了壳修改器的模型,减面时边界出现错误
把模型恢复成没有厚度的单片再减面,之后增加壳修改器

为什么需要间隔选边

人工减面需要先选择循环边,但对于复杂的模型,选循环边是一个高频的操作,会很繁琐。本课分享的方法,可以只选择一条边,然后一键实现环形间隔选择边,一下子把减面的效率提升无数倍!大多数模型,只需操作两次,模型就能转变成需要的模样。以前需要十几分钟才能完成的工作,现在分分钟搞定!

我发誓,这个工具,一旦用过,终身难忘!

红色的边线是被选的边,是环形选择且正好隔一条边
操作两次间隔选边并移除后的低精度模型

自动减面为什么要保持边界

使用ProOptimizer(专业优化)修改器减面非常简单,可以按百分比“强迫”减面,虽然它尽可能保持原有的造型,但这种算法就是破坏性的。保持边界会在减面的时候,让模型的边界尽可能保持原有的顶点,以此保护减面后的低模,不至于因变形太严重而面目全非!

自动减面为什么要保持纹理

使用ProOptimizer(专业优化)修改器减面非常简单,也很有效率,但它会破坏原模型的四边面网格,变成三角面网格。这就意味着减面之后的模型,如果再设置UV(如展UV)的话,将变得异常困难。所以,在使用ProOptimizer(专业优化)修改器之前,就务必解决模型UV的问题。并且,在减面的过程中,也要保持UV不变,这样才能确保减面后的低精度模型的纹理不变形。而方法就在本课之中……

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高效减面的建议:

在《必慕蓝模·标准培训课程》中,高模转低模的方法有三种,反平滑修改器、专业优化和手动移除循环线。在实践的时候要根据模型的拓扑(布线)特征灵活使用,而不要拘泥用一种方法。

对于有着均匀四边面特点的硬表面,通常都应该用反平滑修改器试一试效果,如果没有作用,要检查表面上是否有红色三角面提示,如果有,说明是拓扑问题,不支持反平滑修改器。如果没有红色三角面,也不起作用,则要分析,是否为多个对象“附加”而成模型,可以以元素“分离”它们,之后再用反平滑修改器

使用反平滑修改器后的表面,依然要用“两点决定一条直线”的原则分析,手动移除直线段的循环线。对于间隔均匀的圆弧分段,也要根据造型的比例大小,适当的优化。比如下图休闲椅的滚边,我先用反平滑修改器整体减了一次,然后发现截面直径很小,有用间隔选边转循环线,又手动移除了一次。所以,大的路径轮廓看起来曲度很好,截面分段数又很低。

减面的乐趣在于,探索最少的面表达造型

对于有着大量自然褶皱的软表面,无论是四边面还是三角面,最佳解决方案是直接使用专业优化修改器,减面百分比设置为6~10%,简单高效效果好……如果减面后表面上出现黑影,可以勾选合并顶点和合并表面,分别给较低的值(这是课程里没讲到的)。

展UV部分(内训课)

为什么要学习展UV

UV决定了2D纹理映射到3D模型表面上的方式,根据3D模型的造型,可以用平面、立方体、圆柱体、圆球体等方式映射。但这些只能针对造型简单的几何体,对于复杂的曲面模型,就只能用——展UV的方法,才能让纹理正确地显示在表面上。

展UV可以理解为,把3D模型的表面拆解压平,然后平铺到一张2D纹理上。想象你把沙发的布料沿着缝合线拆开,最后把布料平铺在地上,这个过程就相当于“展UV”。

展UV之所以重要,是因为现在材质的质感是靠纹理“驱动”的,法线贴图、反射贴图、粗糙贴图通常都与漫反射贴图共用UV,所以,我们必须先确保纹理在模型的表面上正确的显示。所谓正确,是指——比例和方向正确,无拉伸和扭曲现象,接缝的位置符合材料的工艺特点。而这一切都依赖优秀的UV算法。

现在展UV的算法进步很快,让原本复杂的操作变得简单,但这个前提是——模型必须保证四边面的拓扑结构,才能事半功倍。所有的3D软件都有一套自己的算法来解决UV的问题,在所有的展UV工具中, 本课介绍的RizomUV是其中最好的。

为什么要学RizomUV

RizomUV的前身是大名鼎鼎的Unfold3d,是目前CG软件中最优秀的展UV软件,凭借其爆破性快速UV展开功能而闻名。RizomUV可以加载并保存OBJ和FBX文件,即使是由十万个多边形制成的ISO边,也无需三角形翻转,生成没有重叠的UV贴图。 RizomUV直观、快速、可扩展,它极简的操作获得高质量UV,许多3A级游戏工作室和自由职业者都在使用RizomUV,让工作更加有效率。

虽然RizomUV很优秀,但对于大多数设计师来说,还是一个新工具。不仅如此,很多设计师的UV技能,还停留在平面、立方体、圆柱体、圆球体等基本几何体方式上。对于曲面展平技术,从未接触过。所以,必须从零开始学习这门必备技能!

掌握RizomUV的技能,不仅可以用于室内设计、建筑设计、景观设计、家居设计,还能用于游戏和动画行业……而且,由于RizomUV是独立的软件,同样也可以与SketchUp协同。总之,让你以极低的学习投入获取极高的回报。

为什么以贝壳椅为实例

在讲渲染课时我经常强调:纹理要能反映材料视觉效果和加工工艺。以贝壳椅为例,椅垫的布料和多层板的使用,从视觉上很容易体现,但材料的加工工艺——布料的包裹方式,多层板的弯曲,是要靠UV设置才能准确呈现的。在展UV的过程中,如果自觉脑子像浆糊一样,请牢记我的忠告——想想材料未加工之前的样子!想想材料未加工之前的样子! 想想材料未加工之前的样子!

选择贝壳椅,就是因为它同时包含了两种常见的材料和工艺,而且造型简洁易操作,特别适合作为新手入门的实例。

布局为一个UV空间的优势是什么

过去我们设置模型的UV,都是单独的部件一个独立的设置,并没有要求在一个UV空间里布局所有的部件。本课采用的方法,参考了游戏行业的标准,实际上也是为必慕蓝模下一步兼容游戏引擎留下了接口。

这么做的优势在于,未来可以实现一模一图,也就是一个家具上的所有纹理,不管是木纹、布料、金属等等,都整合在一张贴图里。模型、UV、纹理绝对匹配,这样更易于数字资产的管理和维护。

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CAD部分(内训课)

输出通道有什么作用

所有的3D模型都内置了2D图形是必慕蓝模的主要特色之一,与一般的家具CAD图块的区别在于,必慕蓝模的2D图块,与3D模型的尺寸规格完全一致,因为它就是利用3D模型生成的。

与过去由3D模型生成2D图形的方法截然不同,必慕蓝模采用了“位图转矢量”的方式生成CAD图形,这就需要家具模型各个部件的外轮廓图形,利用颜色通道或对象通道是最便捷的方法。

为什么输出模型的三视图

家具的2D图形会出现在平面图和立面图中,所以,需要顶、正、左视图的家具图形,只有先输出(渲染)这三个视图,才能通过“位图转矢量”生成三个角度的CAD图形。

产品级是什么意思

产品级意味着CAD图形符合行业的制图标准,无论是准确度、细节还是线条,让人一眼就觉得非常专业,就像产品说明书中的插图一样,对!就是这种感觉!要知道,“位图转矢量”最难的就是图形尖锐转折处的细节处理,而必慕蓝模采用的工具,绝对是同类软件中的佼佼者……就如同下图所看到的,一切不言而喻!

什么决定了图形的品质

位图色块的轮廓是否准确,是决定图形品质的关键,而决定丢弃哪些不必要的细节则是设计师需要考虑的。想象室内设计师如何在图纸上中使用家具图块,多大的图纸以及细节如何,就知道需要保留或舍弃哪些线条。

相对于生成图形后,在SketchUp里修改图形所花费的时间,不如在转换图形之前,处理好图像的色块……而方法就在本课之中,这可能是东半球和西半球唯一的教学了。

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渲染部分(内训课)

为什么使用HDRI照明来测试效果

必慕蓝模的4in1材质会自适应渲染器,但要达到完全一致的材质效果还是很难的。这是因为,不同的渲染器除了渲染引擎的算法不同,灯光的属性参数也不兼容。但对于基于图像的照明——HDRI的支持,还是比较能获得一致的。所以,在对必慕蓝模进行测试渲染时,没有使用任何光源,而是使用HDRI图像。

角度为什么要标准化

随着贡献者投稿的作品越来越多,执行标准化也日益重要!对相机拍摄家具的角度也实行标准化,可以提高渲染套图阶段的效率。套图,类似与家具的详情页面,既要多角度得展现家具,还要表达出足够的细节。虽然它很重要,但我依然不想在这个上面花太多的时间。真正的原因在于,这些模型必须尽早的“放置”到空间中,才值得我们细细的玩味!所以,标准化的目的,是让大家不要在这个阶段逗留太久,早完成早投稿。

利用光线表达造型的重要性

必慕蓝模的产品渲染图采用了极简的风格,目的就是为了让创作者(贡献者)能专注于产品自身独特的美感,但意识到(或者找寻到)这种美感,并能表达出来是需要训练的。改变光线的照射方向,就能改变一个模型表面的明暗关系,继而让观看者产生不同的视觉体验,就是唤醒自己审美意识的最佳途径。

为什么要增加新的照明层次

对于布料这样没有反射的材料,HDRI照明的渲染效果会觉得很平淡,缺乏层次。最好的办法是把原有的照明作为环境光,然后在引入新的“关键光”来增加高亮部分,形成新的层次关系。为了更好地理解,建议回顾一下素描课的明暗五调子。

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