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Blender花季老将！16岁赢得全网最强渲染大赛国际组冠军，分享创作全过程
2021-11-15 15:26:35
3个视频在油管的播放总量接近900w，第三届比赛收到1900个有效作品！
当之无愧的CG届流量密码，创意集散中心！
第三届3D渲染大赛设置了美国组和国际组2个组别，16岁Blender艺术家Robert Kouts夺得国际组桂冠。
Robert的作品在所有参赛作品中绝不是最猎奇，最有创意的，但是他的作品节奏紧凑，短短10s展现的内容极具故事性，小球和场景的交互紧扣“机械动力”的主题，灯光和渲染的效果细节也非常值得考究，称之为满分命题作品不为过！
上周，Robert详细解析了本次作品的制作过程。
免费素材上哪找？（文末附送免费材质包！）
微缩场景中如何塑造复杂的灯光效果？
短短10s内如何制作出如此内容丰富的动画内容？
快看看冠军是如何炼成的吧！
作者介绍
来自澳大利亚布里斯本的Robert年仅16岁，不仅如此，听听别人是怎么介绍自己的经历的：我8岁接触到Blender，但是在今年年初以前，我没有做过任何像样的3D作品，也是因为过去8年我一直在忙着游戏开发。
5月初的时候，UE也发起了一个动画比赛，因为UE的比赛和3D渲染大赛截止日期一样，我犹豫过后选择了3D渲染大赛。我很开心自己选择了这个规模盛大的比赛，也很享受创作的过程，于是我放弃游戏开发开始专心研究3D制作，这次渲染大赛可谓改变了我的人生。
制作解析
01、灵感
我开始分析规则，构思内容，实际上经历了多次迭代，比我想的工作量要大。在细化艺术风格之前，我要先想清楚小球的运动轨迹，以及小球与场景的互动。几小时之后，我做出了完整的布局，并且想着在场景中结合一些书本。
经过了和书本的交互实验之后，我想着不如做一个布满灰尘的巫师的橱柜，上面放满了各种药水和小物件。但其实我最后得到的效果还是没有100%还原我脑中的想法。于是我做了blocking，但是当时还没考虑清楚小球的运动轨迹，不过已经想到要做药水爆炸，和蜡烛着火的场景了。
如果想赢，我必须做出独一无二且高质量的渲染。所以我也反问自己：我的渲染作品需要独特在哪？装置设计有什么创意可能？于是乎我列了2份清单：
特色
场景的深度和小球的运动
小球在场景中“雁过留痕”
主题是“机械动力”，所以我的动画必须突出动态
小球的运动要带来悬念、兴奋和结果
场景的设计要有故事性
场景和小球的交互需要有故事性
场景的构图
场景和交互装置的结合
观众看到的第一眼需要清楚理解场景想传达的故事
装置
漂浮的物体，突然坠落
物体消失/瓦解
隐形
风吹
传送门效果
放大/缩小展示物体
重复
反重力
药水效果：爆炸/熔化/着火
非魔法效果：盘旋/弹射/反弹
理清思路，不断实验，我得到了我以下效果，虽然最后稍有改变，但是这就是最终定型的blocking。
02、视觉风格
确定了Blocking和动力装置之后，我想把整体风格做成巫师的壁柜。
我讲按照每个部分的元素为大家解析制作过程。
03、资源
我所有用到的材质都是免费的，大部分来自3dasset.one，这个网站能够简便快速地搜索到免费的材质网站。同时我还用到了A站一个免费的资源叫做：Free Surface Imprefections Pack（文末查看资源免费获取方式！），这个材质包非常实用，场景中每个物体几乎都用到了其中的一个材质，或是几个材质的组合。
建模部分，只有蜡烛和钢笔是没有自己建模的，他们来自免费的3D模型和材质库blenderkit，剩余部分都是我自己亲手做的。
04、药水瓶
这个部分的建模非常简单，非圆柱体的药水瓶用的是细分建模；而圆柱形的药水瓶，因为我需要很多不同的变化，所以我用了一个更加程序化的方法。下图是我画了一个很简单的2D线条，然后将其用变形器直接做成了想要的药水瓶。
首先我用了细分变形器（subdivision modifier），将线条更加流畅。
再用螺旋变形器（screw modifier）把线条转一圈得到想要的瓶子，这一步需要注意的是确定好变形器旋转的轴。
一般默认情况下，螺旋变形器得到的UV坐标是不对的，解决办法就是打开UV拉伸（Stretch UVs）中的任意一轴，这样我们能让得到的物体程序化的同时也能得到好的贴图。
最后加上一个实体化修改器（solidify modifier）为瓶子增加一些厚度。这个步骤中有的瓶子出了些问题，我用焊接修改器（weld modifier）解决了双顶点的问题。
大部分药水瓶中用的是相同的玻璃和液体的材质。为了增加粗糙度和凹凸，玻璃的材质混合了两个imperfection材质包的贴图，这样瓶子看起来有划痕，比较破旧。
液体也用的imperfection的贴图，我用了菲涅尔节点（fresnel node）将其叠加，并连接到自发光（emission）节点。这个办法可以让物体边缘散发一圈神奇的光芒。再使用沃罗诺伊噪波（voronoi noise ）作为法线贴图，做出闪光的效果。
玻璃和液体材质设置中尤其需要强调的是，二者都用到了物体信息（Object Info）节点。
物体信息节点非常强大，因为在物体还未完成阶段，就已经可以用此节点做材质设置了。而且它能让你只用一个材质，在不同物体身上得出不同的效果。当然你也可以用不同的属性节点来实现同样的效果，但是有了物体信息节点，你就不用纠结在各类属性的调试上了。
液体部分，我用物体信息节点的颜色输出控制药水的颜色和亮度，用随机（Random）输出抵消纹理坐标，得到更多的变化。
水滴溶解的着色效果是通过将距离（distance）节点与纹理坐标节点（texture coordinate）的物体相连，并把液体的顶部连接到距离坐标得到的。
将距离节点和噪波结合后可以得到下图的效果。
再加上一个变换效果强烈的颜色渐变。
将此前的材质连入一个值节点的输入，并将得到的结果和颜色渐变的系数相连。我们可以对这个值节点进行动画处理，控制黑色和白色的量。
最后，将得到的效果作为遮罩，即可将金色和清澈的液体混合在一起了。
05、传送门效果
从这个袋子弹出来的球和第一次从入口掉进来的球是不一样的。这样让物理模拟的处理更加简单，因为我可以给第一个球烘焙了物理模拟之后，再去做第二个，二者不同时出现，所以不会互相影响。
从袋子里弹出的球，这几帧曲线路径的弹射是我手k的动画，手k能最方便的实现跳跃而出的效果。
最后的部分用的也是手k动画，能轻松控制小球在药水瓶中来回跳跃和着陆的位置。
我着重分析从袋子中弹出的第二个球，因为第一个球可以说是第二个球的简易版，此部分涉及材质，灯光和粒子系统。下图是这个小袋子的着色节点树...挺复杂的。
首先，先将距离节点和小包相连，然后将其作为渐变坡度的系数创建一个遮罩，以此混合丝绒和金色的材质，于是做出了小包中间圆圈和圆点的效果。
而后是贴图部分，一个渐变纹理（gradient texture）着色器节点，类型设为径向（Radial），再添加一些数学节点混合之前的遮罩，得出袋子上蓝光旋转的缓冲效果。
袋子上的迸发的光环就比较简单了。
这里组合了两个噪波（Noise）节点，一大一小，用于抵消UV纹理坐标。如果你将弯绕材质坐标的一个轴连到一个颜色渐变中，你就可以得到这个效果了。唯一需要注意的是需要正确地展开物体，否则这个效果会失败。
为了能让观众更多注意到这个袋子，我加了一些粒子以及一些灯光动画，让这个部分更加亮眼。
06、物理模拟&动画
就像之前说的，球体的大部分运动用的是物理模拟，少部分用的是手k，图中药水瓶和蜡烛的部分是手k的。
吊灯部分，小球撞到的时候，以及爆炸影响的部分也是手k的。用物理模拟可能会更精准，但是手k会比较简单一点，做出来的效果也不错。
在破碎的药水瓶制作中，我对玻璃做了破碎处理，并对所有的碎片运用了刚体模拟。在瓶子接触到书本那一刻，将完好无损的药水瓶替换为破碎的瓶子。
Blender在破碎和物理模拟方面都不太精细，所以我将这个部分单独拿出来新建一个文件，以便于得到更细化的效果，将动态模拟烘焙到模型上，再导回原文件中。
为了让错综复杂的动画和物理模拟踩到正确的时间点，确保好的视觉效果，以及让小球在正确的帧数到达想要的位置，我在吊灯的起始处和周围加了一些隐形的碰撞。
07、其他物体
宝箱的雕刻由一个很简单的网格添加多级精度修改器（multiresolution modifier）制作而成，这个办法很简便，不用重拓扑展开它。
木头和金属部分用的是环境光遮蔽（ambient occlusion）节点，得到不错的程序化纹理。
我还加了一个置换（displacement）节点，用颜色渐变得出木头上粗糙的细节。
纸张部分我在网上找了一些免费的老旧纸张素材。然后我做了下图展示的着色器设置，将边缘调暗，再在PS中做了一张黑白的图用于调暗文字部分。
同理，我做了书的标题部分。为了更方便，我所有图形用的都是同一个纹理。
蜘蛛网部分，我参照了Gleb Alexandrov的教程，尝试了多次。过程中我发现想要很厚的效果需要叠加很多层。
08、灯光
整个场景中有19个灯光，其中最明显的是有指向性的光源（Directional lights），我添加了一个隐形的盒子包裹住场景，制造出光轴。
打光部分不难，但是搞清各部分的光源还是费了一些时间，最终我在场景中各部分都添加了光源，功能就是小范围点亮光源周围，引导观众兴趣。
这个办法让我不需要担心场景的整体灯光效果，让每个小光源做好自己的工作就好。这个办法不一定适合所有环境，但是对我本次的项目非常奏效。
不论你使用何种打光方法，核心就是你要搞清场景中每个光源的目的。想了解更详细、更专业的打光技巧，欢迎回顾上期文章：Blender全新开源动画短片官方灯光渲染教程，文末附高清参数截图+专家级灯光渲染建议。
虽然和打光关系不大，但是在墙壁部分使用环境光遮蔽能让场景效果看上去大不一样，尤其是结合使用上述的打光方法。下图为是否使用环境光遮蔽的对比：
09、爆炸
我测试了好几次之后得出结论，爆炸部分我要用EEVEE渲染了，用Cycles时间来不及。
我将文件复制了一份，删除了烟雾不会交互到的物体。此外，我在背后加了一个很大的面光，用于点亮烟雾。
为了得到快速的爆炸效果，我用发射体给表面做了喷发的动画，参数从10快速降到1。我没有太多模拟制作的经验，所以这个部分基本是通过改变设置参数测试出来的。当我得到想要的效果后，就需要烘焙渲染了。
渲染烟雾部分，我在大纲视图中打开阻隔（handhout），将场景中每个物体变为一个阻隔。这样我就能渲染出透明帧，并将烟雾叠加在Cycles渲染的内容上。
为了做出爆炸后药水瓶踉跄的效果，我用了两个轴心约束，目标为瓶子两侧的两个空物体。这个部分的技巧是将旋转范围固定在一个轴上。
设置好之后，就可以给瓶子做动画了，让它绕着你想要的轴摇摆（我选的是Y轴）。
此外我还加了布尔动画效果，让液体的晃动效果稍微滞后于瓶子的晃动。
同理我还给小瓶的金色液体添加了布尔（boolean）动画。
10、渲染
除了爆炸部分，我基本都是在Blender 3.0中做的渲染，我用GTX 1060的显卡，采样为256，渲染花了30个小时，所有场景是在Blender 2.93中制作的，因为这个版本更稳定。
11、特效&合成
到这就只差最后的润色了。
火的部分，我用了模拟和着色器，所以我直接在Envato网站上找到了模板，我叠加了好几层模板，并且调整了一些几何学的参数，得到了更加真实的效果。
火焰的着色部分比较简单，然后通过连接物体信息节点的颜色输出和正片叠底相连得到Alpha通道。这样我能够自由调整每一团火焰的透明度，这样能塑造出一簇一簇燃起来的效果，用同一个素材就能实现。
就像爆炸效果一样，火焰的渲染也是用的EEVEE阻隔单独渲染的。
我想让场景的效果更劲爆一点，所以我在EEVEE中渲染了一些体积，合成在顶部，方法和火焰、爆炸一样。但是有个小问题，我渲染体积的时候，我的EXR渲染文件写的太大了，导致无法恢复炸毁的部分。
然后都放到DaVinci Resolve中，我叠加了火焰和烟雾，添加了少许光泽，做了一些色彩校正。然后给场景做了一些基本的色彩校正，包括从Blender中给球体导出了一个遮罩，这样我就能分开调整色彩，让它在场景中更加亮眼。
最后我用DaVinci Resolve的粒子系统添加了一些很细微的尘埃效果。
将体积、尘埃和色彩校正结合之后，就得到了下图的效果。
合成后的成果与之前并非大有不同，但是每一个细节都非常重要。你对渲染添加的每一个细节都会为你的作品增色。
后记
永远不要在设立目标的时候首先着眼于你能力所及的范围，而是先决定你想要完成什么，然后尽你所能去实现那个目标。你有无限可能！
资源放送
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