基于3D辅助的科幻题材概念设计实践

来源 :设计 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gxhwx
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:为探究3D设计软件在概念设计过程中的应用方法。分析概念设计的基础设计方法,运用多种3D软件进行综合设计;以科幻场景设计与机械角色设计流程为例,采用Maya软件进行场景设计、Zbrush软件进行角色设计,并分别进行图像的输出与后期完善。得到概念设计效果图。本设计方法可为概念设计提供新的创作视角与参考
  关键词:概念设计 科幻 3D设计 场景设计 创作视角
  中图分类号:J218.7
  文献标识码:A
  文章编号:1003-0069(2020)05-0047-03
  Abstract: To explore the application of 3D design software ln the conceptual designprocess, analyze the basic design methods of conceptual design, and use a var|etyof 3D software for comprehenoive design Take sci-fi scene design and mechanicalcharacter des|gn proceoses as examples, use Maya software for scene design,Zbrush software for character design, and perform image output and postprocessing respectively Get the concept deoign renderings This design method canprovide a new creative perspective and reference for concept deoign
  Keywords: Concept design Science tiction 3D design Scene deoign Creative vision
  引言
  概念设计作为影视、游戏制作的重要环节,如今已越来越被重视。近几年来新的设计软件层出不穷,概念设计师的设计方法也逐渐丰富。3D辅助设计的方法也被越来越多的概念设计师所接受。在当今越发快速的设计节奏下,要求设计师对复杂设计有一定的快速实现能力;层出不穷的新设计形态也要求设计师掌握新的形态设计方法,而这一切也让3D辅助有了其存在的意义。文章以实际的概念设计创作流程为例,以游戏、影视行业中广泛应用的Maya、Zbrush软件为主要设计工具,来探讨3D辅助概念设计的基本流程。重点在于流程的合理性、完整性以及最终设计成品的完整性和效果上。文章的目的在于希望能为设计师提供一个方法与技术层面的参考。
  一、概念设计基本背景及3D辅助基本方法概述
  (一)概念设计基本背景介绍
  文章所论述的概念设计是指狭义上的概念设计,即conceptart、concept design,尤其是指在影视、游戏行业中的概念。“概念设计”是指一种在电影拍摄或游戏制作前期将电脑后期动画、电脑游戏动画会呈现出的最终效果提前设计出的一种设计。影视与游戏项目中涉及到大量需要设计的场景、角色和各类物件,这也使概念设计在影视游戏项目的制作中越发重要。
  (二)3D辅助设计的基本方法介绍
  在实际的概念设计项目中,经常会设计一些较为复杂的对象:例如城市楼群、复杂的地形地貌、造型独特而复杂的建筑、复杂的科幻机械、生物怪兽以及一些精密的武器、航天器等。在面对此类設计对象时,传统的利用线条、形状、色块以及贴图素材等平面元素进行设计的方法虽然也可以产出较优质的设计,但随着需求的变化,对设计方法创新的需求也日益强烈。在此条件下,3D辅助设计由于其种种优势,已越来越成为概念设计师所广泛使用的方法。
  3D辅助设计的优势在于:首先它可以使用各种角度观察设计对象从而可以从空间层面上对设计做出修改,其次是3D辅助在创造复杂形态上具有很大的优势,并且方法本身也可以放大设计者自身的创造力,让设计者在形态创造的过程中得到一些靠人脑难以想象的新形态。
  本次设计实践主要使用Maya与Zbrush。两款软件都是影视特效、游戏制作的主流软件,其中Maya在建模、渲染、特效等方面功能强大;Zbrush在数字雕刻、硬表面模型制作方面优势明显。这些工具可以帮助概念设计师快速建立3D模型以及得到渲染效果。主要设计流程为:设计构想—模型建立——材质贴图赋予——光照设定——摄像机位摆放——渲染出图——Photoshop后期制作这七大步骤。文章将分别从场景设计、角色设计两个设计实践入手,探究3D辅助设计在概念设计实践中的应用方法。
  二、以场景设计为例——赛朋克风格城市场景设计流程分析
  (一)设计前期分析——场景的基本世界观及设计原则探究
  第一个案例为赛博朋克风格场景设计。在此设计过程中首先是对整体设计内容的把握。其设计构想为“傍晚的科幻城市的市中心”,详细分析设计立意,则可以将其分解为几大方面的设计影响因素:首先是时代背景,设定在偏向未来的时间节点,科技发展水平较高,这一步骤主要是对整个场景的世界观的确立,是确保场景中出现的物体不会产生违和感。其次是本设计主要是基于赛博朋克的风格,此风格总体上来看有高度发展的科学技术,但却存在着较大的社会矛盾,人们的日常生活受高科技、信息技术影响较大,是一个“反乌托邦”的世界。故再设计的过程中对于城市建筑形态的把握也遵循赛博朋克风格的特点。
  (二)基本模型及大氛围环境建立
  基本的3D设计流程在上文中提到的Maya软件中进行。在设计前期,首先根据设计需求建立基本模型以及搭建整体的场景。在搭建的过程中,采取独立建模与模型资产调用的方法结合进行,即利用一些提前建立好的城市楼房模型素材来辅助场景的快速搭建。但一般适用于一些较无特征的、场景中属于“衬托物”的部分。而场景中的主体物则需要设计者进行重点设计,利用资产模型的比例会大幅减小。主体物是整个场景中最吸引眼球的部分,也是设计者需要去重点设计的部分,所以值得去花费较大的精力去设计。整体模型的风格遵照上文所提到的科技感、未来感、赛博朋克的设计风格。   在完成模型部分的搭建后,接下来就是对场景的布光进行设计,这一步对场景的色彩氛围进行确定。此场景的时间设定在傍晚时分,大环境相对较暗,强调大的冷暖对比的色彩感觉,故在打光的时候做出如下安排:首先是给整个场景一个大的环境光,整体颜色为蓝色,从而制造场景中较冷的色调,也确定了色彩的整体基调;与之对立的则是安排在主体建筑上的橙色光,作为场景中的暖色部分,它的出现基本建立出了场景大的冷暖对比,在此基础上,在场景中添加其他的小光源来丰富场景中的照明。场景的色彩气氛到此就建立完成。
  在场景布光渲染这一步骤中,对于渲染工具的了解尤为重要。本次使用的主要渲染工具为Maya的渲染插件Redshift渲染器,Redshift插件是一款基于GPU的渲染器,其主要优势在于速度快,而且可以做到实时渲染。相较于传统的基于CPU的渲染插件来说,基于GPU的渲染速度会大大提升。而且实时渲染的特性也能很大地帮助设计师对光照有一个实时观察。在渲染过程中也可以结合其自带的灯光雾、大气雾来给场景增添氛围感,加强整体场景的远近层次。
  接下来的步骤为设定场景中的摄像机机位。在这个过程中需兼顾相机角度与相机的“焦距”。相机焦距会直接影响场景的整体呈现形态。默认的“焦距”为35,这样的情况下场景中物体的透视变形相对较小。而对于大场景来说,太小的透视会使场景显得较小,空间感不强,而将相机“焦距”调小后,场景的透视会变大,物体的透视变形也会增大,空间感也更强,能够更充分表现场景的“广、远、深”,如图1。
  (三)图像输出及PS后期合成
  前期工作后即可进行渲染输出。由于后期在Photoshop合成的需要,要求设计者进行多通道渲染。首先最基本的就是需要渲染出正常打光的图片,即从渲染插件中直接输出,这张图片就作为我们的主要效果图。然而在Photoshop软件中,需要设计者能独立控制每一个区域,详细解释就是例如每个物体之间的区别、物体与背景之间等,我们不希望在想独立绘制某个物体时出现“画出去”的现象,所以需要渲染输出一张“通道”图。即每个物体用单一颜色块来表示,这样结合Photoshop的“蒙版”功能就可以实现既可以独立绘制每个物体,又不会画到不想绘制的物体上了。另外,还需要一张制作场景景深的“Z通道”来表现场景的“空气透视”,进一步加强场景的纵深感、空间感。在所有的步骤完成后,就继续在Photoshop中进行氛围、细节绘制,并结合一定的纹理贴图、素材贴图来完成绘制。最后得到最终的概念场景设计作品,如图2。
  三、科幻风格机甲设计研究
  (一)设计前期分析
  角色设计是概念设计中的重要部分。这个部分主要研究3D工具在角色设计中的辅助方法。本次设计的主题是基于科幻风格的机械装甲的头部设计。从风格上来说,与场景设计有着相同之处,突出“科技感”也是此次机械装甲设计的重要目标。但在强调“科技感”的同时,也希望能够融入一些“生物”的元素,例如:设计大形态分布的时候,与人体肌肉结构相结合,创造出相对和谐的设计形态。这一方法其实也广泛应用于当代的很多科幻电影、游戏的装甲或者机器人的设计中。例如:“钢铁侠”的设计就有此类的特征。笔者认为,在最新的几部影视作品中,很多装甲形态都很大程度上结合了人体肌肉的特点。故在此案例中,也会在一定程度上结合骨骼肌肉形态进行设计。
  (二)基本设计工具——Zbrush软件介绍基本设计流程方法
  此案例基于Zbrush2019。Zbrush软件也是一款当今在影视、游戏等行业所广泛应用的主流设计软件。其3D雕刻的能力非常强大,可以让CG艺术家、设计师如同真实的雕塑家一样在虚拟的三维电脑环境中去塑造形体;其独特的计算方式可以保证非常多面数的mesh也可以在软件中能够轻松编辑。相比于其他设计软件,Zbrush是造型最为自由的一款设计软件。由于这个工具独特的功能,也让此次设计的研究有了工具方面的保障。
  首先最重要的就是对整体形态的塑造。这个阶段需要设计者就犹如雕塑家一样去造型。造型初期的基础形态只是一个简单的球体,对其面数进行一定的处理后,就可以运用软件中的各种类型的“笔刷”进行自由造型。造型初期需要尽可能地从整体出发,去塑造整个形体的大块面、大关系,结构需要尤其强调,切忌不能塑造的太软、太“肉”,形态塑造应该尽量明确。只有在大的结构明确的情况下,后面的细节才能比较和谐的依附于形体之中,而且在打光之后才能让完成作品看起来更有体积感。在大形态完成的基础上,就可以对形态进行整理了。对于这一类机械装甲题材的设计来说,在行业中有一个词叫作“硬表面”,即像机甲、机械等形态风格的统称。此类设计要求设计形态结构清晰,有着真实机械的那种感觉。所以需要对其进行重新拓扑、“卡边”以及模型细分等操作。这一过程相对复杂,需要设计者对Zbrush的拓扑工具有一定的理解,这里便不再详细赘述。总之,经过一系列操作之后,“硬表面”形态的大感觉已经初具雏形了。
  细节设计在整体形態完成的基础上开始。这里可以充分利用起一些模型素材、“Alpha”以及一些“机械类笔刷”(可以直接生成出机械模型的笔刷),从而使形态更加丰富具体。最后也可以利用一些可以刻画线条的笔刷去做一些机械的接缝线;使用“机械笔刷”来重新设计一些机械结构。例如模型的后脖颈就采用了机械笔刷去制作了类似于人类脊椎骨的仿生形态,以及脖颈处模拟“胸锁乳突肌”的机械结构。此类形态的加入也进一步丰富了原本的机械形态,使之更有趣味性,如图3。
  (三)图像输出及后期效果表现
  模型雕刻完成后,就开始着重对设计的表现进行研究。此阶段主要在渲染软件Keyshot中来完成。Zbrush雕刻完的模型一般情况下面数很大,十几万的面数十分常见。需要先对其进行“减面”处理,以降低渲染时的计算量。在经历正确导入模型后,便可以在Keyshot中进行材质、颜色的设计。在设计的过程中需要充分考虑材质之间的区分对比,以及材质之间的颜色搭配。在做这一步设计的时候需寻找大量的设计参考,并结合模型的形态效果,对材质的类型、材质的内部参数进行调节。在设计完成后,参考场景设计的通道进行输出,后期在Photoshop中的合成以及细节刻画的步骤也与场景设计类似,通道分别为:ID、AO(环境光遮蔽)、Shadow(阴影)、以及效果图。图4、5为渲染输出的各个通道图像及最终设计完成效果。
  四、3D工具的综合使用拓展研究
  (一)不同3D工具的交叉结合设计研究
  除了上述的两种设计方法之外,存在其他3D设计方法。不同的设计工具也决定了工作流程的一些区别。不过,从大体上看,不同工具辅助设计的方法步骤其实都有较大的相似之处。例如现阶段比较火热的设计软件Blender就是一个很好的例子。Blender由于其独特的使用方式以及强大的功能也越来越被相关行业的设计工作者所接受,现在也能看到有大量Blender工作流产出的优秀作品。第二个例子就是Octane渲染软件,Octane在渲染工具里算是佼佼者,其强大的渲染能力也为设计师表现各种氛围的场景设计注入新的活力。新的设计工具层出不穷,技术日新月异,也需要设计师具备一定的“快速学习”能力,才能在这股设计的大浪潮中不被淘汰。
  结语
  虽说相关的软件工具非常多,可谓是条条大路通罗马,但其实作品的好坏并不在于工具,还是取决于设计师本身的设计能力、审美、美术基础以及设计想法。3D辅助设计流程目的是提高效率,增强创造力、提供更多的设计手段,但不是目的本身。设计师也不能执着于各种软件技能的掌握,关键还是在于如何提高自身的设计修养,争做既有优秀的设计能力,又有丰富的设计方法技能的设计师。
  参考文献
  [1]刘天成论游戏概念设计[J].新美术.2019,104(2):129-131.
  [2]李心阳,马青.游戏影视概念设计浅析[J].包装世界.2018,060(1):93-96.
  [3]王思慧.浅析游戏宣传图概念设计中的摄影构图[J].大众文艺2018, 109(9):79.
  [4]谈嗣徽.浅析国产游戏概念设计当前的发展方向和问题[J].艺术科技2017(8):144.
  [5]张涛.试分析游戏概念设计与插画的差异[J].艺术评鉴2017,074(8):181-183.
  [6]刘晗.浅论游戏场景设计的概念和功能[J].科技风2013,228(8):255.
  [7]郭宇.浅谈幻想影视中的概念设计[J].美与时代.2006,020(8):52-54.
其他文献
继电保护装置状态检修已经随着电力系统的日益发展,逐步建立并实施,在一些示范单位的实际操作和实际应用中,发现存在一些管理制度或设备技术上的问题。下面本文主要介绍了继电保
新课程改革的核心理念是“一切为了学生的发展”,而学生的发展只有在学生真实地参与到课堂教学中来,才能得以充分实现.同时,新课改的课堂注重对学生数学学习过程的评价,它强调要关
间接语言指不直接说出自己的意愿,而使用较为委婉曲折的间接语言来达到交流目的的语言现象.使用间接语言,除了塞尔曾经提出的礼貌这个主要动因外,还可以归纳为:使用间接语言
在加油站的内部控制和管理过程中,存在着一些风险影响因素。我们有必要明确内部控制的过程和实际要求,加强对具体情况的内控管理,并对注意事项引起重视。文章根据加油站内部
失眠是以经常不能获得正常睡眠为特征的病症,失眠的发生多与饮食不节、情志失调、病后体虚等有关,现将近年来针灸治疗失眠概况归纳如下。1.体针王军等Ⅲ针刺治疗失眠32例,主穴取
我国能源发展的最重要的内容就是石油,它是我们国家经济发展最为强有力的支撑,石油资源是在各城市经济发展进程中最重要的自然资源,所以我国加大了对石油开发的力度,就是为满
唐传奇《柳毅传》,文辞雅洁,情节优美,流传甚广.唐末《灵应传》即已有细节本此,至元明清经戏曲传会,更转为典故,化入诗歌.卞孝萱晚近的研究提出李朝威创作动机新论①,然而作
摘要:深入挖掘界面交互过程中用户深层次的隐性需求,切实提升用户使用体验。分析多维度以用户体验为中心的用户界面设计方法,结合参与观察法的内涵,总结融合参与观察的用户界面设计理论方法与实践意义。以参与观察青年用户群体城市旅游为例,探究其与界面设计形态之间的内在关联。提出了融合参与观察的用户界面设计方法,构建了以用户研究为核心的用户界面设计流程框架。该方法可为解决用户行为与需求差异性所带来的用户体验问题
为了深化对于第一代商业设计师的设计研究,拓展西方设计史的研究范围。通过追溯罗维的职业生涯过程和设计作品,分析得出罗维产品设计观念的核心问题。以基士得耶复印机、冰点
近年来陆续发现癌症患者血清中存在着急性时相蛋白如铜蓝蛋白(CP)、前清蛋白(PA)、C-反应蛋白(CRP)和抗胰蛋白酶(α1-AT)含量的变化。从而引起广泛重视。现就上述几种蛋白分