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由浅入深的案例解析，三维水墨动画的实现过程
发布时间：2018-11-17 19:57:24
水墨画是中国传统文化艺术的瑰宝，是中国画的代表。一幅幅气韵生动，或浓烈或淡雅，或具象或写意，或苍莽或细腻，或峭拔或悠远的水墨画，总能给我们独特的意象和意境的享受，使人产生丰富的遐想。
水墨风格在电视包装中的应用也屡见不鲜，常见的是利用图片和水墨素材合成的方式，而较少有全三维的。其在电视包装中的应用，最被大众熟知的，莫过于多年前央视的《相信品牌的力量》一片。酣畅的镜头运动，灵动的角色和场景变化，一气呵成，当时看来效果非常震撼，令人眼前一亮。从技术上来说，这个片子涉及到三维的建模、蒙皮、动画、材质、灯光、渲染，FumeFx和Krakatoa这两个插件在其中起到至关重要的作用。
Krakatoa：是一款粒子加速引擎，可以将FumeFx模拟出的流体转换成巨量的粒子，使水墨效果细节更丰富、颗粒感更强。在本文中不对Krakatoa作过多展开，主要来讨论一下用FumeFx实现的水墨效果。
FumeFx：是一款强大的流体动力学模拟系统，其强大的流体动力学引擎可以模拟出真实的火、烟雾、爆炸等常见气体现象。功能丰富，强大易用，是运行在3ds Max上不可多得的极品插件，也可以说是3ds Max的王牌插件。因其可以模拟真实的烟雾效果，所以它可以实现三维水墨动画。本文中，我们举三个例子，由浅入深、层层递进地来探讨水墨动画的实现过程。适合有一定3ds Max和FumeFx基础的朋友一起交流学习。
水墨效果初试
网上大多教程是利用FumeFx的简单源，取消火的模拟，调节重力、浮力、烟雾颜色等一系列参数来实现一滴水墨滴下的效果。本人在测试过程中，发现结合3ds Max另一款拖尾插件Goast trails可以进一步实现写毛笔字的特效。
step 01
在3ds Max中创建一个PF粒子源，发射时间为0-30帧，数量100个，粒子形状设为Diamond以便于观察，如图1所示。
图 1
step 02
为粒子事件添加力场，创建一个Wind和一个Votex，风力大小设为0，只让它产生空间扰动。Votex可以使粒子产生涡轮运动的效果，如图2。
图 2
step 03
创建一个圆形，为其添加Goast trails重影拖尾插件。Goast trails常用于游戏中制作酷炫的刀光剑影，安装后在3ds Max的修改器列表下可以找到。注意，只能在样条线上添加这个效果。结合PF粒子的运动轨迹，点击重新生成拖尾按钮，它会自动在每一个粒子经过的路径上生成一条横截面为圆形的拖尾。它的参数中有一个锚定拖尾的功能，步骤如图3，生成的拖尾效果如图4。将粒子隐藏后各视图的效果如图5。
图 3
图 4
图 5
step 04
创建FumeFx的物体源，拾取加了拖尾的Circle物体，如图6和图7。
图 6
图 7
step 05
在创建面板下拉菜单里选择FumeFx，在视图中拖拉出一个黄色的网格。如图8。
图 8
进入FumeFx的控制面板，取消燃料的模拟和火焰的渲染，将烟雾颜色改为黑色来模拟墨。将细节模拟选为小波紊流的方式，如图9所示。
图 9
step 06
到环境面板设置背景色为白色。
图 10
step 07
点击模拟按钮，如图11。
图 11
预览窗口得到的效果如图12。可以在透视图中改变观察角度，预览窗口中的视线角度也会同步更新。此时看起来墨比较浓重，细节也不多。
图 12
step 08
在Sim.Mode下选择小波模式增加细节，点模拟。
图 13
细节增加了一些，但墨还是太浓，中间一团黑看不到浓淡变化， 这是FumeFx预览的显示问题，实际上渲染出来后颜色会淡很多。图15是Max在不同帧不同角度用默认扫描线渲染器渲出来的效果，线条和干湿浓淡的细节也出来了。
图 14
图 15
Fume Fx控制面板里有大量参数可以调节，如烟雾浮力、重力、消散密度、浓度、温度、颜色、燃烧速率等等，要想模拟出更真实的水墨效果，需要这些参数的配合调节，一遍遍测试。
通过这个小例子，给笔者的启发是，在三维空间中实现手写毛笔字效果的方法是不是也摆在面前了呢？
生长的大树
step 01
在顶视图中创建一个树干的轮廓线，如图16。打开自动关键点，沿Z轴做一个位移动画，动画曲线如图17。
图 16
图 17
step 02
参照前例，为其添加Goast trails拖尾插件，得到如图18所示的树干。现在的树干没有粗细变化，我们可以为其添加FFD修改器和Twist修改器将其调成如图19所示的形态。
图 18
图 19
step 03
树枝的创建方法同树干类似，我们可以先创建几根，然后进行旋转复制，调整大小和生长的时间点，最后完成的大树如图20 所示。自此，建模部分完成。
图 20
step 04
接下去进入FumeFx的模拟，一些主要参数需要根据烟雾的形态和你想要的效果进行调整。将时间缩放从1降为0.5，即烟雾生成流动的速度放慢了一半。将消散强调从3增加到30，即烟雾达到0.5的密度后更快消散，不至于堆积太多。加入重力，掌控烟雾是向上还是向下流动。为烟雾添加噪波贴图，增加细节。
图 21
图 22
图 23
图 24
step 05
最后Max默认扫描线渲染器渲染出来的动画效果如图25-27。
图 25
图 26
图 27
水墨风格的人物
接下来，我们为画面加入人物来丰富情节。人物的制作过程是这样的，先建模，画贴图，再绑定骨骼，拗好造型。再进入FumeFx，以人物模型为物体发射源，模拟墨的流动。渲染时，先渲一层带材质的模型，再渲一层墨，如图28和29，最后到AE 里进行合成。最终效果如图30。
图 28
图 29
图 30
以上，是笔者在工作中摸索测试的三维水墨动画的制作方法。三维的水墨较之二维，它有720度全方位的观察方向，是一幅立体的动态的水墨画卷。配合镜头的运动，必能给人更高层次的感官体验。对制作人员来说，在实际制作过程中，需要我们开动脑筋，灵活运用软件功能，不断分析，不断测试，不断总结。过程是寂寞艰辛的，结果是欢欣鼓舞的。
（文 / 宁波广电集团 徐夏丹）
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