3個視頻在油管的播放總量接近900w，第三屆比賽收到1900個有效作品！
當之無愧的CG屆流量密碼，創意集散中心！
第三屆3D渲染大賽設置了美國組和國際組2個組別，16歲Blender藝術家Robert Kouts奪得國際組桂冠。
Robert的作品在所有參賽作品中絕不是最獵奇，最有創意的，但是他的作品節奏緊湊，短短10s展現的內容極具故事性，小球和場景的交互緊扣“機械動力”的主題，燈光和渲染的效果細節也非常值得考究，稱之為滿分命題作品不為過！
上周，Robert詳細解析了本次作品的制作過程。
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免費素材上哪找？（文末附送免費材質包！）
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微縮場景中如何塑造復雜的燈光效果？
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短短10s內如何制作出如此內容豐富的動畫內容？
快看看冠軍是如何煉成的吧！
來自澳大利亞布里斯本的Robert年僅16歲，不僅如此，聽聽別人是怎么介紹自己的經歷的：我8歲接觸到Blender，但是在今年年初以前，我沒有做過任何像樣的3D作品，也是因為過去8年我一直在忙着游戲開發。
5月初的時候，UE也發起了一個動畫比賽，因為UE的比賽和3D渲染大賽截止日期一樣，我猶豫過后選擇了3D渲染大賽。我很開心自己選擇了這個規模盛大的比賽，也很享受創作的過程，於是我放棄游戲開發開始專心研究3D制作，這次渲染大賽可謂改變了我的人生。
01、靈感
我開始分析規則，構思內容，實際上經歷了多次迭代，比我想的工作量要大。在細化藝術風格之前，我要先想清楚小球的運動軌跡，以及小球與場景的互動。幾小時之后，我做出了完整的布局，並且想着在場景中結合一些書本。
經過了和書本的交互實驗之后，我想着不如做一個布滿灰塵的巫師的櫥櫃，上面放滿了各種葯水和小物件。但其實我最后得到的效果還是沒有100%還原我腦中的想法。於是我做了blocking，但是當時還沒考慮清楚小球的運動軌跡，不過已經想到要做葯水爆炸，和蠟燭着火的場景了。
如果想贏，我必須做出獨一無二且高質量的渲染。所以我也反問自己：我的渲染作品需要獨特在哪？裝置設計有什么創意可能？於是乎我列了2份清單：
特色
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場景的深度和小球的運動
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小球在場景中“雁過留痕”
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主題是“機械動力”，所以我的動畫必須突出動態
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小球的運動要帶來懸念、興奮和結果
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場景的設計要有故事性
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場景和小球的交互需要有故事性
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場景的構圖
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場景和交互裝置的結合
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觀眾看到的第一眼需要清楚理解場景想傳達的故事
裝置
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漂浮的物體，突然墜落
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物體消失/瓦解
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隱形
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風吹
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傳送門效果
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放大/縮小展示物體
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重復
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反重力
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葯水效果：爆炸/熔化/着火
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非魔法效果：盤旋/彈射/反彈
理清思路，不斷實驗，我得到了我以下效果，雖然最后稍有改變，但是這就是最終定型的blocking。
02、視覺風格
確定了Blocking和動力裝置之后，我想把整體風格做成巫師的壁櫃。
我講按照每個部分的元素為大家解析制作過程。
03、資源
我所有用到的材質都是免費的，大部分來自3dasset.one，這個網站能夠簡便快速地搜索到免費的材質網站。同時我還用到了A站一個免費的資源叫做：Free Surface Imprefections Pack（文末查看資源免費獲取方式！），這個材質包非常實用，場景中每個物體幾乎都用到了其中的一個材質，或是幾個材質的組合。
建模部分，只有蠟燭和鋼筆是沒有自己建模的，他們來自免費的3D模型和材質庫blenderkit，剩余部分都是我自己親手做的。
04、葯水瓶
這個部分的建模非常簡單，非圓柱體的葯水瓶用的是細分建模；而圓柱形的葯水瓶，因為我需要很多不同的變化，所以我用了一個更加程序化的方法。下圖是我畫了一個很簡單的2D線條，然后將其用變形器直接做成了想要的葯水瓶。
首先我用了細分變形器（subdivision modifier），將線條更加流暢。
再用螺旋變形器（screw modifier）把線條轉一圈得到想要的瓶子，這一步需要注意的是確定好變形器旋轉的軸。
一般默認情況下，螺旋變形器得到的UV坐標是不對的，解決辦法就是打開UV拉伸（Stretch UVs）中的任意一軸，這樣我們能讓得到的物體程序化的同時也能得到好的貼圖。
最后加上一個實體化修改器（solidify modifier）為瓶子增加一些厚度。這個步驟中有的瓶子出了些問題，我用焊接修改器（weld modifier）解決了雙頂點的問題。
大部分葯水瓶中用的是相同的玻璃和液體的材質。為了增加粗糙度和凹凸，玻璃的材質混合了兩個imperfection材質包的貼圖，這樣瓶子看起來有划痕，比較破舊。
液體也用的imperfection的貼圖，我用了菲涅爾節點（fresnel node）將其疊加，並連接到自發光（emission）節點。這個辦法可以讓物體邊緣散發一圈神奇的光芒。再使用沃羅諾伊噪波（voronoi noise ）作為法線貼圖，做出閃光的效果。
玻璃和液體材質設置中尤其需要強調的是，二者都用到了物體信息（Object Info）節點。
物體信息節點非常強大，因為在物體還未完成階段，就已經可以用此節點做材質設置了。而且它能讓你只用一個材質，在不同物體身上得出不同的效果。當然你也可以用不同的屬性節點來實現同樣的效果，但是有了物體信息節點，你就不用糾結在各類屬性的調試上了。
液體部分，我用物體信息節點的顏色輸出控制葯水的顏色和亮度，用隨機（Random）輸出抵消紋理坐標，得到更多的變化。
水滴溶解的着色效果是通過將距離（distance）節點與紋理坐標節點（texture coordinate）的物體相連，並把液體的頂部連接到距離坐標得到的。
將距離節點和噪波結合后可以得到下圖的效果。
再加上一個變換效果強烈的顏色漸變。
將此前的材質連入一個值節點的輸入，並將得到的結果和顏色漸變的系數相連。我們可以對這個值節點進行動畫處理，控制黑色和白色的量。
最后，將得到的效果作為遮罩，即可將金色和清澈的液體混合在一起了。
05、傳送門效果
從這個袋子彈出來的球和第一次從入口掉進來的球是不一樣的。這樣讓物理模擬的處理更加簡單，因為我可以給第一個球烘焙了物理模擬之后，再去做第二個，二者不同時出現，所以不會互相影響。
從袋子里彈出的球，這幾幀曲線路徑的彈射是我手k的動畫，手k能最方便的實現跳躍而出的效果。
最后的部分用的也是手k動畫，能輕松控制小球在葯水瓶中來回跳躍和着陸的位置。
我着重分析從袋子中彈出的第二個球，因為第一個球可以說是第二個球的簡易版，此部分涉及材質，燈光和粒子系統。下圖是這個小袋子的着色節點樹...挺復雜的。
首先，先將距離節點和小包相連，然后將其作為漸變坡度的系數創建一個遮罩，以此混合絲絨和金色的材質，於是做出了小包中間圓圈和圓點的效果。
而后是貼圖部分，一個漸變紋理（gradient texture）着色器節點，類型設為徑向（Radial），再添加一些數學節點混合之前的遮罩，得出袋子上藍光旋轉的緩沖效果。
袋子上的迸發的光環就比較簡單了。
這里組合了兩個噪波（Noise）節點，一大一小，用於抵消UV紋理坐標。如果你將彎繞材質坐標的一個軸連到一個顏色漸變中，你就可以得到這個效果了。唯一需要注意的是需要正確地展開物體，否則這個效果會失敗。
為了能讓觀眾更多注意到這個袋子，我加了一些粒子以及一些燈光動畫，讓這個部分更加亮眼。
06、物理模擬&動畫
就像之前說的，球體的大部分運動用的是物理模擬，少部分用的是手k，圖中葯水瓶和蠟燭的部分是手k的。
吊燈部分，小球撞到的時候，以及爆炸影響的部分也是手k的。用物理模擬可能會更精准，但是手k會比較簡單一點，做出來的效果也不錯。
在破碎的葯水瓶制作中，我對玻璃做了破碎處理，並對所有的碎片運用了剛體模擬。在瓶子接觸到書本那一刻，將完好無損的葯水瓶替換為破碎的瓶子。
Blender在破碎和物理模擬方面都不太精細，所以我將這個部分單獨拿出來新建一個文件，以便於得到更細化的效果，將動態模擬烘焙到模型上，再導回原文件中。
為了讓錯綜復雜的動畫和物理模擬踩到正確的時間點，確保好的視覺效果，以及讓小球在正確的幀數到達想要的位置，我在吊燈的起始處和周圍加了一些隱形的碰撞。
07、其他物體
寶箱的雕刻由一個很簡單的網格添加多級精度修改器（multiresolution modifier）制作而成，這個辦法很簡便，不用重拓撲展開它。
木頭和金屬部分用的是環境光遮蔽（ambient occlusion）節點，得到不錯的程序化紋理。
我還加了一個置換（displacement）節點，用顏色漸變得出木頭上粗糙的細節。
紙張部分我在網上找了一些免費的老舊紙張素材。然后我做了下圖展示的着色器設置，將邊緣調暗，再在PS中做了一張黑白的圖用於調暗文字部分。
同理，我做了書的標題部分。為了更方便，我所有圖形用的都是同一個紋理。
蜘蛛網部分，我參照了Gleb Alexandrov的教程，嘗試了多次。過程中我發現想要很厚的效果需要疊加很多層。
08、燈光
整個場景中有19個燈光，其中最明顯的是有指向性的光源（Directional lights），我添加了一個隱形的盒子包裹住場景，制造出光軸。
打光部分不難，但是搞清各部分的光源還是費了一些時間，最終我在場景中各部分都添加了光源，功能就是小范圍點亮光源周圍，引導觀眾興趣。
這個辦法讓我不需要擔心場景的整體燈光效果，讓每個小光源做好自己的工作就好。這個辦法不一定適合所有環境，但是對我本次的項目非常奏效。
不論你使用何種打光方法，核心就是你要搞清場景中每個光源的目的。想了解更詳細、更專業的打光技巧，歡迎回顧上期文章：Blender全新開源動畫短片官方燈光渲染教程，文末附高清參數截圖+專家級燈光渲染建議。
雖然和打光關系不大，但是在牆壁部分使用環境光遮蔽能讓場景效果看上去大不一樣，尤其是結合使用上述的打光方法。下圖為是否使用環境光遮蔽的對比：
09、爆炸
我測試了好幾次之后得出結論，爆炸部分我要用EEVEE渲染了，用Cycles時間來不及。
我將文件復制了一份，刪除了煙霧不會交互到的物體。此外，我在背后加了一個很大的面光，用於點亮煙霧。
為了得到快速的爆炸效果，我用發射體給表面做了噴發的動畫，參數從10快速降到1。我沒有太多模擬制作的經驗，所以這個部分基本是通過改變設置參數測試出來的。當我得到想要的效果后，就需要烘焙渲染了。
渲染煙霧部分，我在大綱視圖中打開阻隔（handhout），將場景中每個物體變為一個阻隔。這樣我就能渲染出透明幀，並將煙霧疊加在Cycles渲染的內容上。
為了做出爆炸后葯水瓶踉蹌的效果，我用了兩個軸心約束，目標為瓶子兩側的兩個空物體。這個部分的技巧是將旋轉范圍固定在一個軸上。
設置好之后，就可以給瓶子做動畫了，讓它繞着你想要的軸搖擺（我選的是Y軸）。
此外我還加了布爾動畫效果，讓液體的晃動效果稍微滯后於瓶子的晃動。
同理我還給小瓶的金色液體添加了布爾（boolean）動畫。
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的顯卡，采樣為256，渲染花了30個小時，所有場景是在Blender 2.93中制作的，因為這個版本更穩定。
11、特效&合成
到這就只差最后的潤色了。
火的部分，我用了模擬和着色器，所以我直接在Envato網站上找到了模板，我疊加了好幾層模板，並且調整了一些幾何學的參數，得到了更加真實的效果。
火焰的着色部分比較簡單，然后通過連接物體信息節點的顏色輸出和正片疊底相連得到Alpha通道。這樣我能夠自由調整每一團火焰的透明度，這樣能塑造出一簇一簇燃起來的效果，用同一個素材就能實現。
就像爆炸效果一樣，火焰的渲染也是用的EEVEE阻隔單獨渲染的。
我想讓場景的效果更勁爆一點，所以我在EEVEE中渲染了一些體積，合成在頂部，方法和火焰、爆炸一樣。但是有個小問題，我渲染體積的時候，我的EXR渲染文件寫的太大了，導致無法恢復炸毀的部分。
然后都放到DaVinci Resolve中，我疊加了火焰和煙霧，添加了少許光澤，做了一些色彩校正。然后給場景做了一些基本的色彩校正，包括從Blender中給球體導出了一個遮罩，這樣我就能分開調整色彩，讓它在場景中更加亮眼。
最后我用DaVinci Resolve的粒子系統添加了一些很細微的塵埃效果。
將體積、塵埃和色彩校正結合之后，就得到了下圖的效果。
合成后的成果與之前並非大有不同，但是每一個細節都非常重要。你對渲染添加的每一個細節都會為你的作品增色。
永遠不要在設立目標的時候首先着眼於你能力所及的范圍，而是先決定你想要完成什么，然后盡你所能去實現那個目標。你有無限可能！
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