动画开发记录丨第一次尝试UE4的3渲2混合流程

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20年末，和朋友尝试的第一次创业正式宣告了失败。一方面不想让之前做的努力完全付之东流，另一方便也想为后续的工作准备敲门砖。于是开始将之前所做过的所有设计进行整合，以一个月为周期开始了制作工作。
因为做这个片子本身的目的主要是为了测试流程（当时刚开始了解UE4，还对UE4的虚拟制片没有概念）于是并没有做很复杂的脚本设计。也没有考虑叙事，更多想的是对已经有的资产做简单的包装和表现。
由于当时我对UE4的概念也停留在很初期的理解，觉得对于动画来说，他是一个更快速更便捷的渲染器，加上有很多成型的预置模型资产，是快速出片的好工具。
于是，对这个片子的基本原则就是：
表现机设
尝试更完整的针对3渲2的分层后期
测试3DSMAX/MAYA接到UE4的动画链条所需要的环节和流程
在明确了这个标准以后，要做的就是快速对已有的内容进行整理。因为之前一直在做设计和积累后期经验，所以第一优先级是快速通过已有的东西定出想要的调性。
针对这个片子的需求，用拼照片+渲建模的方式快速的出了一些大致的概念图：
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现在使用到的机械士兵，是很久以前在创业时候和同伴一起讨论的立项方案，是一种高度1.8M范用化的单兵作战单位。中途经历了很多版迭代方案。实际上设计过程很长很长，涵盖了我的学习过程，在不断上课学习的过程中继续推翻自己的设计，让他呈现一个最理想的状态。
设计过程中因为本来我就常用3D辅助设计，基本上是画个剪影就去建模，建出草模再用pencil+渲个图倒进PS细化修改调整，再按照新设计图进3D继续修改设计，直到定稿。
最开始，就设计了一个很简单很纤细的机器人造型。和朋友碰了以后普遍觉得四肢太过于薄弱没有力量感， 造型也缺少写实近未来该有的工业特征。所以开始在这个基础上做迭代。对于这个脑袋我还是很满意的，所以基本上保留了这个脑袋的造型。 对于四肢的造型也觉得有些欠妥，但是因为想要相对轻便的感觉，所以末端纤细这个概念依然保留了下来。
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在针对之前的造型做了适度调整后，机型的base版本就基本定稿了，给身上加了一堆厚厚的装甲后，机体变得战术了起来，但是看来看去还是觉得造型上差了点意思。又试着在配色上尝试骚骚了一下，然而看来看去还是觉得，不行，这不工业，不近未来。
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既然在这个底子上折腾了这么久也效果不好，一不做二不休干脆推翻吧。找了钢铁爆炸兔老师的图作为参考，结合了一些超能查派的视觉感觉。最终整合出以蓝色为主的一个机械士兵造型。蓝黄配KKSK。
终于在这个推翻过的版本后，找到了最想要的感觉。于是机体资产就正式定稿了。

至于另外一个机器人，是我对工业机器人的一个设计稿，因为很战术的机械士兵已经做过了，就想做个不一样的，于是工业机器人的概念就出现在我脑子里。对工业机器人我的初始印象就是：巨大的机械臂，简单粗暴的关节设计，身上布满大大小小的加强筋。
于是这时候就要找出我最爱的 Aaron Beck做参考了。找了一批他给《Keloid》和《使命召唤13》做的概念设计，大量参考了他对加强筋的使用风格以后，稀里糊涂的推出了这个满身加强筋的工业机器人。本来想加个驾驶舱的，后来觉得设计驾驶舱太麻烦了，让他就这样弯弯的也挺有意思，就变成了远程控制的无人机。脑袋直接就是一个小监视器，背后就是一节一节支撑的脊椎。脚则是气垫。
很可惜在做这个设计的时候，我还没有对细节的比例建立概念，所以导致对这个家伙的体积感认知很不明确，显得很玩具很廉价。希望后续的设计能够有所进步，脱离这个问题。

因为设计工作与建模工作往往是同步进行的，所以很多经验性质的东西是通过3D混合2D并行摸索出来的。比如通过pencil+的Linefuction中粗细变化的曲线渲染出更舒服的线稿，和用更低的成本（性能消耗和时间）去做到更合适的细节表现方式等。最后就是对贴图的用量，本来我对贴图的用量大小是没有非常清醒的数字概念的。
本着尽量多点贴图多点细节的原则，直接给机械士兵做了18张贴图。因为是3渲2双色，要保证阴影中和受光中的细节层次丰富，同时又能让阴影中表现的细节能容与受光面中有所区别，就要针对阴影贴图和受光贴图做不同的设计。例如阴影层中要增加适度反光，削减对比度，甚至做一定的描线。这就导致实际贴图量直接翻倍为1个角色36张贴图。在进入UE4中写材质球变得十分痛苦。
于是后续的工作中我立刻开始了偷工减料的行为，直接把工程机简化为6张贴图。且直接使用ST的智能滤镜功能快速做做旧描边。最终呈现的效果也还不错。

在所有资产明确定稿的情况下，要做的就非常简单了。简单的K动画和摄像机，导入UE4。用预置的场景资产做一些专项制景，最终逐镜头渲染后期。
实际上在进入UE4这个环节还是遇到了非常多麻烦的。首先就是UE4针对目标摄像机的识别不好，MAX和MAYA的目标摄像机不能直接导入到UE4。当时还不知道这个问题，只能通过在2016以后的MAYA里使用游戏导出器这个插件进行摄像机的导出。
且当时对UE4的动画管理系统没有概念，于是会把每一个镜头的文件都导出一份FBX和CAM。如果摄像机出现问题，也不会在UE4里修改而是回到MAX里修改好再重新导出。
进入UE4的时候把他们每一个都导成一个新的资产，还要重新挂材质球。再针对场景里的情况重新匹配位置。
在渲染阶段还遇到了一个没有想过的问题就是MAX渲染的描线素材和UE4渲染的机体素材无法很好的匹配，在经过了多次排查以后才知道，原来在MAX或MAYA里导出动画之前，要做逐帧烘焙，而UE4导入时候也要选择烘焙。否则两者对运动曲线的计算会有微弱的偏差。
最终在所有都匹配完毕以后，再用SEQUENCE系统渲染出来分层的素材，背景一层角色一层。配合3DSMAX那边渲染的2D素材层和描线层去做合成。
当时因为对UE4内部的2D Shader不够了解，也不会自己修改。于是还是以max这样的传统软件渲染的角色作为主体，只是把UE4出来的角色作为一个接受四周光照的素材使用。
当动画做完以后，后续的流程就和传统的2D动画摄影工作是一样的了。针对场景调整角色素材的饱和度，明度，色相。并使用单独渲染的光罩层/特效层对角色进行处理润色。最后合一些简单特效。

经过实验，想要完成一个理想状态下的3渲2，至少要包含：
角色基础颜色层（固有色部分，带简单的深浅光影）
角色光照层（带冷暖色但是没有固有色的纯光照层，分开不同光区的颜色，最好能又冷暖两种）
使用blinn材质球做的ramp层。（用来给过于平面化的画面找回一丁点立体感，并且用来给光照层提供一些遮罩）
特殊光照层（比如枪械开枪的火光）
边缘光层（用来沟边做层次）
描线层，且描线内外要做区分（外边缘描线粗细和内部相差至少0.25.内部描线尽量使用带函数曲线的线条设置）
单靠描线的丰富度还是不够的除此之外再加上一些特殊需求专门渲染的层（具体情况具体分析了）就可以完成比较理想的调色效果了。
因为我不会做音乐，所以只能选了我最爱的Aaron Beck参与的《Keloid》里截取了一段电音，补全一下片子的感觉。
抛去机械士兵的资产制作时间，从工程机到制景到K动画渲染后期出片总共半个多月。除了音乐工作和购买的资产以外，其他都通过自己制作。如果算上机械士兵，就要1年以上的时间了。

全流程用到了3dsmax/MAYA/UE4/Substance Painter/Pencil+/AE/PS/PR。除了声音以外，视觉方面的基本流程完全摸齐了。虽然后续工作还会有软件变化和迭代，但是在制作思路上基本已经明确。
忙完这些才算基本告一段落，虽然不是什么特别好的作品，但是毕竟是作为流程测试忙了好久。折腾这么久主要还是为了帮助自己对全流程有概念，一方面是把想做的机器人做出来，另一方面也是尝没有做过的完整流程，补全六边形战士的架构。
在完成这个作品以后，就被以前的老甲方挖过去当动画导演了，在后续的导演工作中我才真正了解到“工业化制作”和小作坊制作之间巨大的思维鸿沟。而之前在这个小片子中积累的对UE4的认知和流程的理解，果然开始起到了作用。然而随着工作的推进，我对UE4虚拟制片的理解，和对动画工业制作概念开始产生了新的变化，而这个问题就是以后再展开讲的问题了。

下个月，我参与导演的3渲2动画剧集《魔游纪》马上就要在腾讯视频上线了（往一个国古题材动画里成功塞入了巨量的机器人私货，感兴趣的朋友请务必关注第九集）。
希望能有一些好的播放数据吧，在实际的工业制作中学习到的制作经验也会后续继续分享，欢迎交流