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renderman学习 Ratatouille 中的食物材质[转载]

发表日期:2008-05-13 摄影器材: 点击数: 投票数:

Ratatouille 中的食物材质 [翻译]

转自http://deepblue145.spaces.live.com/blog/cns!9B1E61D959565F9B!380.entry

Chess Mind 翻译!


在Pixar Animation Studios 2007年的大作《Ratatouille》中,法国美食的完美表现无遗是一个非常吸引人的亮点。Escape Studio和Pixar最近推出了由Pixar官方认证的RenderMan教学课程中讲述了电影中的发式美食Shading技巧。

译者主:
本文翻译自:《Shading Food: Making It Tasty for Ratatouille》
本文并没有按照原文逐字翻译,部分段落有删节和修改。
URL:http://pixar.escapestudios.com/demo/bin/view/ProductionExamples/Shading_Food


上图为小鼠为刻薄的美食评论家烹制的普罗旺斯杂烩,很漂亮哈~

接下来我们了解一下真实世界中的普罗旺斯杂烩是什么样的(以下资料来源于互联网):

法式的普罗旺斯杂烩烹饪过程要求把每样蔬菜用橄榄油先分开煸炒一遍。首先把茄子切丁,用中大火翻炒至颜色变深,盛出放在垫有餐巾纸的盘中, 否则这道菜会很油。把洋葱和大蒜放在一起煸炒一会儿,然后加入去了皮和籽的番茄丁。烧到番茄变酥,再加入西葫芦(Courgette/Zucchini)和青椒和普罗旺斯香草(Herbes de Provence) 和罗勒(Basilic/Basil)烧十分钟。





传统的Ratatouille做出来应该是上图这个样子. 电影里我们看到的Ratatouille是大厨Thomas Keller在传统Ratatouille的基础上发明的Confit Biyaldi。这个名字取自土耳其的一道菜Imam bayildi,炒茄子和时蔬。这位美国著名的厨师在自己的菜谱书籍The French Laundry Cookbook中把蔬菜片竖起摆放的Ratatouille取名为”Confit Bayaldi”。Pixar的电影监制Brad Lewis在寻找Ratatouille的电影素材是去Thomas Keller的饭店里寻找了两天灵感。Lewis问Keller,如果有一位最著名的美食家去他的电里吃饭,他会怎样做Ratatouille,之后我们就在电影里看到了Keller当时的回答。

Ratatouille电影里的做法,是把蔬菜每片都切的很一样薄,一片一片叠加在烤盘上,盖上锡纸,放在烤箱里烤几个小时。最后在堆砌好的蔬菜才浇上用 新鲜罗勒挑出的醋汁。尽管Ratatouille的烹饪时间已经很长,这道菜要在冰箱里放个几天,会更好吃。

----以上资料摘选于《巴黎感觉 www.inzesummertime.com》----



1 基本介绍
在《Ratatouille》电影中,我们面临的挑战是如何将食物描绘得足够卡通化,然而有完全不脱离现实;既能满足观众的眼睛,同时也不能让观众的胃闲下来。所以,让影片中的食物拥有足够的视觉可信度是我们制作时候的一个主要重点。为了实现这点,我们对大量的物体使用了“Subtle照明技术”,在本文中,我们将向大家展示一些技术概览,然后再解释达到影片效果过程中所使用的不同的概念、技术和系统。



1.1 整体思路
影片中的食物材质是基于Skin和Scatter次表面放射(SSS)材质制作出来的。从《超人总动员》以后,我们改进了这些材质在渲染速度和内部质感方面的表现。影片中主要使用的是Pixar的In house skin shader(in house为公司自己内部使用的,不作为商业半公开发售的资源或者工具)来做开发基础。

CG领域中,皮肤的制作永远都是一个挑战,而食物或者类似的东西也具有类似半透明、有机物质感等相同的特点。对于大部分Shader来说,我们需要高效而适当的将他赋予物体,然后快速的将这些“成品”加入生产工作流。Slim在这点上发挥了很大的优势,他有很高的灵活性。我们创造了另外一种较复杂Slim Shader的创作模式,即制作能够介入各类不同节点(程序纹理、材质等等)的Shader Network,最后在Final Shader上使用次表面反射效果(SSS)。

译者注:实际上他们在制作食物Shader的时候,制作了大量的“模板”,这些模板分别用来作为各种不同特性的食物Shader的底层(比如“奶酪大类”、“果冻大类”、“蔬菜大类”等等),而SSS效果是在最终渲染的时候才加入Shading Network的,这样子可以很大程度的提高工作效率,同时也降低了测试渲染成本。

上述的方式在整个项目中当然不是通用的,对于一些比较特殊的食物,比如面包和葡萄酒,他们的Shader创作将变成一个独立的特殊Shader开发项目。



2 艺术&参考 - 寻找风格
这是一部动画电影,怎么将烹饪、食物这些元素创作得即充满吸引力,而又不“过度真实”?这是一个挑战!绝对真实的过程将使我们的动画片脱离其故事的本质,同时也会分散削弱电影的表现力。影片中的Shader都没有直接使用过真实的照片修改成的材质贴图,但庞大的照片参照库起了很重要的作用。他们包括食物原料、经过烹制的食物、灯光等等。然后我们与现实中的大厨交流咨询,看他们怎么样把食物原材料变成一段真正的美餐。



影片中有些物品是经过了特殊处理来突出他的风格的,比如对物品的某一个部件进行放大。在处理之后,整体比例将会更加真实。

在处理食物的艺术表现和真实情况的过程中,以下三个要点决定了最终的质量:

柔软度
反射
饱和度
柔软度表示光源穿透物体介质时,其质感并不像塑料或者金属一样让人感觉坚硬;色彩饱和度能表现食物的新鲜程度;反射(和高光)和湿度有关系这也是大部分食物让人产生兴趣的一个点。


影片中Cheese的渲染测试



3 使用次表面反射来表现半透明效果
《Ratatouille》影片中使用的次表面反射系统(SSS)是由《超人总动员》中的的系统经过扩展开发而来的。同样都是使用IIR Filter通过Voxel网格来对已经经过采样的数据进行模糊。(译者注:Voxel Grid是一种拥有规则数据规律的三维网格,即XYZ轴向都有数据。像素是纯2D的数据,如1024*1024 pixel 的平面;Voxel是纯3D数据,如1024*1024*1024的Voxel)在《超人总动员》中,不同的散射深度分配给红、蓝、绿通道,这样皮肤的背光质感特征便可以表现的更加得当。


在《超人总动员》中的角色模型使用的次表面反射,最终效果比较偏近腊的质感

在《Ratatouille》中,SSS的表现需要更加夸张的效果。如果直接使用《超人总动员》(下面就简称《超》打字累啊……)中的SSS系统的话,红色通道深度不断的加大直至超出范围时,绿色和蓝色通道将控制超出的这部分,如果这样的话结果将会造成一种非常令人不满意的“腊质”质感。所以开发一种新技术来解决这个问题势在必行。

与其对每一个同道设置不同的散射深度,还不如简单的对所有自发光进行统一散射,在散射之前和散射之后的结果都加以着色处理。这样可以是艺术家将重心放在灯光设计上,而不是去为每一个不同的波长设置散射深度。同时也获得了我们尝试达到的SSS画面效果。

与此同时,我们还将Diffuse照明和散射照明进行“非线性合成”。这理解起来很简单,在物体没有受到Diffuse照明的面,或者较弱的面,SSS照明将全面补足这些区域;而充分接受Diffuse照明的面,则只获得很少的SSS照明,或者完全没有SSS照明。从本质上来说,就是Diffuse照明和SSS照明在物体上的一个平滑过渡。使用这个方法是不可能达到物理精确的,但这样我们可以避免在大量增加SSS质感的时候出现“曝光过度”的问题,同时也能够在使用高散射深度SSS效果的时候保持物体的细节。(译者注:使用过RenderMan SSS类型shader或者Mental Ray SSS Shader的同学应该都遇到过类型的情况。如果SSS深度太大的话,接受照明很可能导致最终结果是一片耀眼的白色,然后如果减弱灯光的话,厚度比较的区域又会出现照明不足的情况。)


带RGB通道自发光的Voxel网格和最终渲染的图像

遗憾的是即便这样做,我们还是遇到了问题:某些物体的细节表现有些过渡了。(笔者注:……==!)为了解决“细节过度”的问题,我们应如了“Diffuse Softening”概念(可以理解成Diffuse软化)。Diffuse软化相当于第二个SSS pass,这个pass带有深度较浅的散射并起没有经过调色。接下来我们用Diffuse Softening pass和Diffuse pass进行混合,然后用这个结果取代原有的Diffuse pass。最后在和上面说到的整体SSS pass进行最后合成等到结果。

只在Diffuse pass中混合Diffuse软化,可以让我们保留物体表面的置换、高光等信息,从而通过高光和反射来保证一些精小的物体细节。上述的这些技术可以让整体视觉效果中一些间接照明部分看起来具有更加舒适的视觉效果。(译者注:下图就是一个明显的对比,注意看白色物体(蘑菇?)面向镜头的侧面纹理和照明效果,Pixar的电影确实在这些细节上花了相当的心思。)


普通照明效果 & 添加了SSS及Diffuse Softining的效果
关键词:三维

作者:小谭

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