C4D虛擬角色實時動畫製作

第1章　快速熟悉角色的製作流程

1 1　角色模型的創建方法        1

1 1 1　虛擬角色的市場規模          1

1 1 2　虛擬角色創作方法簡述         3

1 1 3　利用MetaHuman進行創作        3

1 2 DAZ軟件基礎操作         4

1 2 1　安裝與配置DAZ           4

1 2 2　安裝“DAZ安裝經理”         4

1 2 3　將模型資源包導入“DAZ安裝經理”     5

1 2 4　DAZ操作界面            6

1 2 5　DAZ界面的常用功能          7

1 3　利用DAZ軟件進行創作        7

1 3 1　DAZ模型個性化調整          7

1 3 2　DAZ模型個性化妝容調整        8

1 4　在Cinema 4D中調整模型      9

1 4 1　調整模型為初始姿勢          9

1 4 2　為模型命名            9

1 4 3　調整模型發飾大小          10

1 4 4　保存文件             10

1 5　利用Mixamo網站綁定模型      10

1 5 1　打開Mixamo網站並上傳人體模型      10

1 5 2　Cinema 4D自定義面板設置        11

1 5 3　為Mixamo模型添加頭發權重       12

1 6　使用RH工具為角色快速綁定控制器    13

1 6 1　安裝RH工具            13

1 6 2　RH工具的簡單應用步驟        13

1 6 3　使用RH工具綁定模型         14

1 6 4　RH工具功能介紹          15

1 7　拼接Mixamo網站動作並烘焙      15

1 7 1　從Mixamo網站導出動畫         15

1 7 2　Mixamo動畫拼接           16

1 7 3　Mixamo動作烘焙           17

1 8　優化動畫幀          17

1 8 1　解決閃動問題           17

1 8 2　解決腳部亂擺問題          18

1 8 3　解決人物動作穿幫問題         18

1 9　為角色著裝          18

1 9 1　導出服裝及模型           19

1 9 2　用Marvelous Designer軟件模擬服裝      19

1 9 3　用Marvelous Designer模擬人物動作      20

1 9 4　解決模擬過程出現穿幫現象的方法      20

1 9 5　導出Marvelous Designer動畫        20

1 10　簡單的渲染設置         21

1 10 1　渲染前的服裝處理          21

1 10 2　分離上衣網格和裙擺網格        21

1 10 3　Marmoset Toolbag的貼圖調整       22

1 11　材質調整及細節豐富       22

1 11 1　調節發型            22

1 11 2　調節眼睛            23

1 11 3　調節環境光線           23

1 11 4　渲染輸出            24

 

第2章　虛擬角色面部表情捕捉

2 1　DAZ模型和骨骼        25

2 1 1　DAZ模型種類           25

2 1 2　DAZ模型初始姿態的區別        26

2 1 3　DAZ模型骨骼的區別         26

2 1 4　DAZ模型貼圖辨識          27

2 2　整理角色基礎模型        29

2 2 1　DAZ模型面部動作捕捉的前期準備     29

2 2 2　整理Cinema 4D面部模型貼圖       30

2 2 3　整理肢體模型貼圖          31

2 2 4　整理眼睛模型貼圖          31

2 3　製作Cinema 4D表情模板       32

2 3 1　調整面部姿態           32

2 3 2　調整眼睛姿態           33

2 3 3　連接眼睛、眉毛姿態         35

2 4　面部動作捕捉前的準備       36

2 4 1　面部動作捕捉的“道具”準備       36

2 4 2　Moves by Maxon App功能介紹       36

2 4 3　Moves by Maxon連接Cinema 4D      36

2 5　製作表情驅動器        37

2 5 1　整理和烘焙表情           37

2 5 2　連接XPresso姿態           38

2 6　面部動作捕捉操作流程       40

 

第3章　虛擬角色動作捕捉

3 1　虛擬角色動作捕捉原理       41

3 1 1　動作捕捉簡介           41

3 1 2　數據處理             42

3 1 3 控制點綁定與動畫修正         42

3 2　視頻動作捕捉與Mixamo骨骼      42

3 2 1　捕捉視頻的準備工作         43

3 2 2　視頻捕捉             43

3 2 3　Mixamo骨骼與KK骨骼對比        43

3 3　KK Mocap和Mixamo動作融合     44

3 3 1　為KK骨骼動畫添加初始Apose       44

3 3 2　骨骼重定向            45

3 3 3　骨骼約束             45

3 4　製作動作幀及烘焙        46

3 4 1　關鍵幀烘焙　           46

3 4 2　烘焙Mixamo骨骼關鍵幀動畫       47

3 5 動作幀檢查與優化        47

3 5 1　動作幀檢查            47

3 5 2　動作幀優化            47

3 6　添加音樂並輸出動作        49

3 6 1　為動作添加音樂　          49

3 6 2　導出文件             49

3 6 3　文件導出處理           50

 

第4章　虛擬角色身體綁定

4 1　常用的五種骨骼創建方式       51

4 1 1　用“關節工具”創建骨骼        51

4 1 2　用“所選到關節”工具創建骨骼      51

4 1 3　用“樣條轉為關節”工具創建骨骼      52

4 1 4　用“關節轉為樣條”工具創建骨骼      52

4 1 5　將空對象轉為關節          53

4 2　角色權重工具         53

4 2 1　權重工具的4個常用選項        53

4 2 2　權重筆刷工具模式          54

4 2 3　權重筆刷工具類型          55

4 3　角色權重系統         55

4 4　角色肌肉系統         57

4 4 1　初識肌肉系統           57

4 4 2　肌肉系統動畫製作          58

4 4 3　胸部抖動效果           59

4 5　建立角色身體關節        59

4 5 1　建立角色脊柱關節          60

4 5 2　建立角色腿部關節          60

4 5 3　建立角色手臂關節          61

4 5 4　建立角色手掌關節          61

4 6　建立角色控制器        62

4 6 1　建立角色脊柱控制器         62

4 6 2　建立角色腿部控制器         63

4 6 3　IK鏈              64

4 6 4　鏡像角色骨骼           64

4 6 5　綁定手指控制器約束         65

4 6 6　設置手指關節聯動          66

4 7　權重優化           68

4 7 1　優化腿部骨骼權重          68

4 7 2　優化上身骨骼權重          69

第5章　虛擬角色高級模板綁定

5 1　Cinema 4D角色模板        70

5 1 1　綁定虛擬角色模板          70

5 1 2　Cinema 4D 21版本、23版本和25版本角色模板的 

區別              71

5 2　高級角色模板身體骨骼綁定      72

5 2 1　添加控制器            72

5 2 2　高級角色身體綁定及註意事項       73

5 2 3　調整身體綁定節點          73

5 3　建立高級角色模板面部骨骼      75

5 3 1　面部關節綁定的準備工作        75

5 3 2　調整模型面部控制節點         75

5 4　調整高級角色模板控制器       77

5 4 1　調整各骨骼控制器          78

5 4 2　調整脖子、肩膀和下巴等局部控制節點    78

5 5　設置高級角色模板綁定身體權重    79

5 5 1　綁定角色模板           79

5 5 2　設置模型腿部權重          80

5 5 3　設置模型手部權重          80

5 5 4　設置權重及權重鏡像可能出現的問題     80

5 5 5　權重小結             81

5 6　Mixamo綁定方法        81

5 6 1　運用Mixamo工具綁定Cinema 4D模型     81

5 6 2　細微調整人體模型          82

5 6 3　其他功能             82

5 6 4　操作技巧             83

 

第6章　虛擬角色面部綁定

6 1　高級模板面部權重劃分       84

6 1 1　面部權重概述           84

6 1 2　頭部分層             84

6 1 3　面部口腔分層           85

6 1 4　設置頭部上半部分的分層與權重      86

6 1 5　設置嘴唇權重           87

6 1 6　設置下巴權重           88

6 1 7　設置上顎權重           88

6 1 8　平滑嘴角權重           88

6 1 9　設置下巴權重           89

6 2　高級模板設置口腔權重       90

6 2 1　設置上顎權重           90

6 2 2　設置下顎權重           90

6 2 3　設置口腔權重           90

6 2 4　設置牙齒權重           91

6 2 5　設置鼻孔權重           91

6 3　高級模板設置舌頭權重       92

6 3 1　舌頭分層             92

6 3 2　設置舌尖分層與權重         92

6 4　高級模板設置鼻子、臉頰、耳朵權重   93

6 4 1　設置鼻子權重           93

6 4 2　設置臉頰權重           94

6 4 3　設置耳朵權重           95

6 5　高級模板設置眼睛和眉毛權重      96

6 5 1　設置眼皮權重           96

6 5 2　設置眉毛權重分區          96

6 5 3　設置眉毛權重           97

6 6　高級模板設置下嘴唇權重       98

6 6 1　設置左下嘴唇權重          98

6 6 2　設置嘴角權重細節          99

6 6 3　鏡像下嘴唇權重          100

6 7　高級模板細化下嘴唇權重      100

6 7 1　細化下嘴唇權重          100

6 7 2　細化嘴角權重           101

6 8　設置眼皮權重         102

6 8 1　設置上眼皮權重          102

6 8 2　設置下眼皮權重          103

6 8 3　設置眼角權重           104

6 8 4　調整眼睛閉眼權重          104

6 9　高級模板細化眼皮權重      105

6 9 1　設置眼睛權重的準備工作        105

6 9 2　設置上眼皮權重          105

6 9 3　設置下眼皮權重          106

6 10　高級模板檢查優化眼皮權重     106

6 10 1　眼皮權重及權重鏡像         106

6 10 2　調整眼球            107

6 11　高級模板睫毛聯動        108

6 11 1　眼睛睫毛聯動的第一種做法       108

6 11 2　眼睛睫毛聯動的第二種做法       108

6 11 3　眼睛睫毛聯動的第三種做法       109

6 12　高級模板鏈接嘴部控制器     109

6 12 1　嘴部控制器鏈接準備         109

6 12 2　製作嘴部控制器模板         110

6 13 高級模板鏈接舌頭和眉毛控制器    111

6 13 1　鏈接舌頭控制器          111

6 13 2　鏈接眉毛控制器          112

6 14　高級模板嘴巴表情修型       113

6 14 1　嘴巴節點修型           113

6 14 2　嘴巴控制器修型          114

6 15 高級模板眼睛表情修型       114

6 15 1　眼球權重調整           114

6 15 2　調整眼皮破面及細節         115

 

第7章　製作虛擬角色發型

7 1　頭發建模方法         116

7 1 1　使用Cinema 4D製作面片式頭發      116

7 1 2　使用Cinema 4D毛發系統製作頭發     118

7 2　製作發型低模         119

7 2 1　使用ZBrush繪制頭發生長區       119

7 2 2　繪制頭發生長區快捷操作指令       119

7 2 3　使用ZBrush繪制發型低模        119

7 3 製作發型引導線         120

7 3 1　新建樣條            120

7 3 2　處理樣條            122

7 3 3　處理樣條的技巧          123

7 4　製作頭發導向器並準備模型      124

7 4 1　提取多邊形曲線          124

7 4 2　準備模型技術處理          124

7 5　XGEN工程文件規範        125

7 5 1　創建新場景            125

7 5 2　創建XGEN工程          126

7 6　製作盤發          127

7 6 1　XGen技術製作規則         127

7 6 2　製作盤發            128

7 6 3　處理盤發            129

7 7　繪制中發GUIDE         130

7 7 1　製作中發            130

7 7 2　常見操作問題及解決方法        131

7 8　中發GUIDE細節深化       133

7 8 1　製作和調整盤發細節         133

7 8 2　鏡像盤發            133

7 9 調整中發整體細節       134

7 9 1　調整中發            134

7 9 2　製作中發            134

7 9 3　小技巧             136

7 10 鬢發           136

7 10 1　製作鬢發            136

7 10 2　調整鬢發            137

7 11 製作枕發及碎發        138

7 12 導出頭發面片         139

7 12 1　創建面片            140

7 12 2　導出面片            141

第8章　虛擬角色表情表演

8 1　創建關鍵幀前的準備工作      142

8 1 1　創建表情關鍵幀的準備工作       142

8 1 2　設置關鍵幀面板          143

8 2　嘴部動畫關鍵幀         144

8 2 1　嘴唇關鍵幀            144

8 2 2　上顎和下巴關鍵幀          145

8 3　眉毛動畫關鍵幀         145

8 3 1　眉毛控制器加載“時間線”窗口      145

8 3 2　調整眉毛局部控制器         145

8 4　眼睛動畫關鍵幀         146

8 4 1　眼皮動畫關鍵幀          146

8 4 2　創建眼球關鍵幀的準備工作       146

8 4 3　創建眼球關鍵幀          147

8 5　添加頭部和牙齒動作       147

8 5 1　使用牙齒控制器及創建關鍵幀       147

8 5 2　調整牙齒及舌頭貼圖         148

8 5 3　製作牙齒關鍵幀動畫         148

8 5 4　創建頭部動畫關鍵幀         149

8 6　優化動作幀          149

8 6 1　拋光頭部動畫曲線          149

8 6 2　綁定頭發            151

 

第9章　製作虛擬角色表情模板

9 1　姿態管理器          154

9 1 1　設置姿態管理器          154

9 1 2　使用姿態創建動畫          155

9 2　姿態變形基礎嘴部動畫      156

9 2 1　姿態變形的方法一          156

9 2 2　姿態變形的方法二          156

9 2 3　姿態變形的方法三          157

9 3 設置眼部姿態         157

9 3 1　眼部姿態設置的準備工作        157

9 3 2　設置眨左眼姿態          158

9 3 3　左眼下看姿態設置          159

9 3 4　左眼內看姿態設置          159

9 3 5　合並眼部姿態           160

9 3 6　鏡像眼部姿態           160

9 4　製作下巴姿態         161

9 4 1　製作“下巴向前”姿態        161

9 4 2　製作“下巴向左”姿態        161

9 4 3　製作“下巴張開”姿態        161

9 4 4　導入下巴姿態           162

9 4 5　製作“下巴向右”姿態        162

9 5　製作嘴部姿態         162

9 5 1　製作“閉嘴”姿態          163

9 5 2　製作“嘟嘴”姿態          163

9 5 3　製作“噘嘴”姿態          163

9 5 4　製作“左嘴角”及“右嘴角”姿態     163

9 5 5　合並嘴部姿態           164

9 5 6　修正嘴部姿態           164

9 5 7　製作“翻上嘴唇”姿態        165

9 5 8　製作“聳嘴唇”姿態         165

9 5 9　微調嘴部姿態           165

9 5 10　調整“下嘴唇左下”姿態        166

9 5 11　反轉姿態並排序          166

9 6 調整眉毛姿態及最終檢查      166

9 6 1　製作“眉毛左下”姿態        166

9 6 2　製作“眉心朝上”姿態        167

9 6 3　製作“眉頭左上”姿態        167

9 6 4　完成剩餘的姿態並檢查        167

9 7　面部測試總結         167

 

第10章　虛擬角色服裝設計及布料動力學

10 1　Marvelous Designer軟件界面     169

10 1 1　界面展示            169

10 1 2　菜單欄常用功能          170

10 1 3　其他功能            171

10 2　製作上衣和裙子        172

10 2 1　導入角色模型           172

10 2 2　繪制內衣            172

10 2 3　繪制腰帶            174

10 2 4　繪制裙子            174

10 3 製作裙擺         175

10 3 1　繪制並編輯裙擺內部線        175

10 3 2　繪制裙擺飾帶           175

10 3 3　繪制蝴蝶結           176

10 4 製作外套         176

10 4 1　繪制外套板片           177

10 4 2　處理外套褶皺           177

10 5　製作衣領和袖子        178

10 5 1　繪制衣領            178

10 5 2　繪制袖子            179

10 6 整理板片UV         179

10 6 1　整理板片優化           180

10 6 2　整理板片            180

10 7　重定向動作捕捉數據骨骼     181

10 7 1　處理動作捕捉數據         181

10 7 2　重定向動作捕捉數據骨骼        181

10 7 3　烘焙動作            182

10 8　修整動作捕捉數據        183

10 8 1　修整運動剪輯           183

10 8 2　修整髖關節           183

10 9　裙子動力學解算        184

10 9 1　導出及導入abc文件         184

10 9 2　模擬內衣分層           184

10 9 3　模擬裙子分層           185

10 10　裙子網格重拓撲動畫傳遞      186

10 10 1　導出obj文件           186

10 10 2　在ZBrush軟件中重新拓撲       187

10 10 3　在Cinema 4D軟件中修補拓撲面的缺失部分  187

10 10 4　在Maya中傳遞動畫         187

10 11　網格重拓撲動畫傳遞       189

10 11 1　服裝模擬前期準備         189

10 11 2　外套模擬            190

10 11 3　導出obj文件           190

10 11 4　在ZBrush中重新拓撲         190

10 11 5　在Cinema 4D中修補拓撲面的缺失部分    191

10 11 6　在Maya中傳遞動畫         191

10 11 7　拓展知識補充          192

 

第11章　虛擬角色毛發動力學模擬

11 1 製作毛發及引導線        193

11 1 1　製作引導線           193

11 1 2　製作毛發引導線          194

11 1 3　常用工具            194

11 1 4　製作毛發            196

11 2 毛發生成技巧         198

11 2 1　毛發生成流程           198

11 2 2　解決毛發層次混亂的問題        199

11 3　毛發分組         199

11 3 1　設置區域貼圖           200

11 3 2　毛發分組流程           200

11 4　毛發渲染         201

11 4 1　設置環境            201

11 4 2　渲染毛發            201

11 5　模擬動力學         202

11 5 1　設置毛發動力學          202

11 5 2　模擬綁帶的動力學         203

 

第12章　製作虛擬角色UV貼圖

12 1　整理模型         204

12 1 1　整理Cinema 4D模型         204

12 1 2　調整合並的頭發與角色模型       204

12 2　UV基礎理論         205

12 2 1　UV的定義            205

12 2 2　UV的作用            205

12 2 3　整理UV            205

12 2 4　展開虛擬角色UV          206

12 3　拆解角色模型UV        207

12 3 1　拆解頭發及頭皮UV         208

12 3 2　編輯整理頭皮UV          208

12 3 3　RizomUV VS常用工具        208

12 4　拆解發飾UV         208

12 4 1　調整發飾UV           209

12 4 2　繪制發飾UV           209

12 4 3　分裂發飾UV           210

12 4 4　UV自檢方式           211

12 5 烘焙發飾法線貼圖        211

12 5 1　繪制發飾UV貼圖          211

12 5 2　繪制發飾UV貼圖          212

12 6　Substance Painter軟件      213

12 6 1　Substance Painter界面         213

12 6 2　新建項目            213

12 6 3　快捷指令            213

12 6 4　常用面板和工具          214

12 6 5　設置烘焙參數           214

12 6 6　烘焙貼圖            215

12 7 繪制發飾貼圖         215

12 7 1　製作發飾材質           215

12 7 2　製作發飾貼圖           215

12 7 3　輸出貼圖            216

12 8　繪制頭發貼圖         217

12 8 1　設置頭發材質           217

12 8 2　設置頭發貼圖           217

12 8 3　將頭皮模型導入Substance Painter      218

12 8 4　輸出頭發貼圖           218

12 9　雕刻頭部高模         219

12 9 1　用ZBrush雕刻頭部         219

12 9 2　導出頭部雕刻結果         220

12 10　烘焙高模          220

12 10 1　烘焙的作用           220

12 10 2　烘焙身體高模          221

12 10 3　烘焙面部高模          221

12 11　繪制身體及面部貼圖       222

12 11 1　製作身體紋理          222

12 11 2　添加面部紋理          222

12 11 3　添加面部粗糙度          223

12 11 4　添加面部體積感          223

12 12　導出面部貼圖        224

12 12 1　繪制眼影貼圖          224

12 12 2　繪制腮紅貼圖          224

12 12 3　導出面部貼圖          225

12 13 烘焙眼睛法線及貼圖       225

12 13 1　烘焙眼睛法線          225

12 13 2　烘焙虹膜UV貼圖         226

12 13 3　烘焙眼球UV貼圖         226

12 14 烘焙衣服法線        227

12 14 1　製作裙子法線          227

12 14 2　製作上衣法線          227

12 14 3　製作腰帶及飄帶法線        228

12 14 4　製作外套法線          229

12 15　製作衣服貼圖        230

12 15 1　製作外套紋理貼圖         230

12 15 2　製作外套基本色貼圖        230

12 15 3　製作內衣基本色貼圖        231

12 15 4　製作外套基本色貼圖        231

12 15 5　製作外套紋理貼圖         232

12 15 6　製作腰帶紋理貼圖         232

12 15 7　製作裙擺、飄帶紋理貼圖       233

12 15 8　製作服裝布料鎖邊貼圖        233

12 15 9　檢查及輸出           233

 

第13章　虛擬角色實時動畫渲染

13 1　Marmoset Toolbag簡介      234

13 1 1　模型整理            234

13 1 2　導入文件            235

13 1 3　菜單欄             235

13 1 4　Viewport Settings（視窗設置）面板     237

13 1 5　工具欄介紹           238

13 1 6　屬性面板            238

13 1 7　天空面板            239

13 1 8　材質面板            239

13 2　設置身體皮膚材質        240

13 2 1　整理素模            240

13 2 2　設置遮罩貼圖           241

13 2 3　設置次錶面散射貼圖         241

13 2 4　設置光澤度貼圖          241

13 2 5　設置光澤度AO貼圖         241

13 2 6　設置其他貼圖           242

13 2 7　佈置環境光           242

13 3　製作眼球材質         243

13 3 1　導入眼球            243

13 3 2　處理眼球UV           243

13 3 3　製作眼球反射貼圖         243

13 3 4　製作眼球發光貼圖         244

13 3 5　導入並應用眼球發光貼圖        245

13 4　製作睫毛及頭發材質       245

13 4 1　製作睫毛材質           245

13 4 2　製作淚腺材質           246

13 4 3　製作頭發材質           246

13 5　製作服裝材質         247

13 5 1　製作衣服材質           247

13 5 2　製作外套材質           247

13 5 3　設置背景            248

13 6　製作並優化發飾材質及頭發貼圖    248

13 6 1　製作發飾材質           248

13 6 2　優化頭發貼圖           248

13 6 3　優化與導入面部貼圖         249

13 7　融合面部表情與身體動畫     249

13 7 1　合並面部表情與身體動畫文件      250

13 7 2　修正整理面部表情         250

13 7 3　融合面部表情與身體         251

13 7 4　優化眼睛UV           252

13 7 5　優化身體UV           252

13 8　綁定頭發         254

13 8 1　創建綁定骨骼           254

13 8 2　優化分配權重           255

13 9 創建頭發動畫關鍵幀       255

13 9 1　創建頭發動畫關鍵幀的準備工作      255

13 9 2　創建頭發動畫關鍵幀流程        256

13 10　製作攝影機動畫       256

13 10 1　更換動作捕捉文件並添加材質      256

13 10 2　製作攝像機動畫的步驟        257

13 10 3　導入攝像機軌跡          257

13 11　燈光動畫及最終渲染輸出      258

13 11 1　製作燈光動畫          258

13 11 2　渲染輸出            259