三维动画基础：柔体玻璃笼子创建与渲染

2023-11-21 理论教育版权反馈

【摘要】：创建球体，在球体的“对象属性”中，将“类型”改为“二十面体”，“分段”改为“12”，不勾选“理想渲染”。图9-16 将小球克隆到大球的每个点上为方便操作，要先为球体创建透明材质。分别创建“地面”和“背景”，将其向下移动地面的位置，使得“球体”相对“地面”处于悬空状态。图9-28 创建天光后测试渲染调节“玻璃材质”。之前虽然为球体赋予了玻璃材质，但是通过渲染测试发现，球体的边缘虽然是硬边状态，但中间却是圆滑的。

（1）创建球体，在球体的“对象属性”中，将“类型”改为“二十面体”，“分段”改为“12”，不勾选“理想渲染”（见图9-13）。

（2）创建圆柱，在圆柱的“对象属性”中，将“半径”改为“1”，“高度”改为“60”，“旋转分段”改为“12”（见图9-14）。

图9-13 球体属性

图9-14 圆柱属性

（3）执行“菜单>运动图形>克隆”创建“克隆”对象，将圆柱作为“克隆”对象的子对象，在“克隆”的“对象属性”中，将“模式”改为“对象”，并将球体拖到“对象”一栏中，勾选“渲染实例”，将“分布”一栏中的“顶点”改为“边”，勾选“缩放边”，将“边比例”改为“100%”，如图9-15所示。

图9-15 克隆圆柱到球体的每条边上

（4）复制“克隆”对象为“克隆.1”，删除“克隆.1”中的“圆柱”，新建“球体.1”，在“球体.1”的“对象属性”中，将“半径”改为“5cm”，“分段”改为“12”，“类型”改为“六面体”；将“球体.1”作为“克隆.1”的子对象，完成效果见图9-16。

图9-16 将小球克隆到大球的每个点上

（1）为方便操作，要先为球体创建透明材质。在“材质窗口”的空白处双击鼠标左键以创建新材质，在“材质窗口”中双击“材质”打开“材质编辑器”，将“材质编辑器”左侧所有勾选去掉，只勾选“透明”，再将“透明>折射率预设”改为“玻璃”，此时场景中的“球体”为透明显示。

（2）复制“克隆.1”为“克隆.2”，将“克隆.2”的子对象“球体.1”重命名为“球体.2”，将“球体.2”的“半径”改为“8cm”（见图9-17）。

图9-17 复制“克隆.1”为“克隆.2”

（3）选择“克隆.2”，在“克隆.2”的“对象属性”中，将“模式”改为“网格排列”，“数量”改为“6、6、6”，尺寸改为“50cm、50cm、50cm”，并确认“克隆.2”复制出来的所有球体都在“球体”内（见图9-18）。

图9-18 将新复制的小球置于“球体”内

为了达到更漂亮的渲染效果，需要为场景制作带有圆形渐变的无缝背景。

（1）分别创建“地面”和“背景”，将其向下移动地面的位置，使得“球体”相对“地面”处于悬空状态（见图9-19）。

图9-19 创建“地面”和“背景”

（2）在“材质窗口”创建新材质，重命名为“地面材质”，双击“地面材质”弹出“材质编辑窗口”；在“颜色>纹理”中加载“渐变”纹理，点击“渐变”条形按钮，进入“渐变”的属性界面；将“类型”改为“二维-圆形”，在“渐变”中，双击左侧节点，在弹出窗口中将颜色改为“白色”，双击右侧节点，改为“70%灰色”（注意颜色模式为HSV），如图9-20所示。

图9-20 创建渐变材质

（3）将“地面材质”拖拽到“地面”对象上从而将材质赋予“地面”，在“地面材质”的“标签属性”中，把“投射”改为“前沿”，再将“地面材质”赋予“背景”。

（4）在“对象编辑窗口”中，为“地面”添加“合成”标签，并在“合成”的“标签属性”中勾选“合成背景”和“为HDR贴图合成背景”（见图9-21）。

图9-21 创建合成标签

（5）点击“渲染活动视图”按钮，测试地面是否跟背景融为一体，渲染效果见图9-22。

图9-22 测试背景渲染效果

（1）在“对象窗口”中，选择“地面”对象，在右键弹出菜单中选择“模拟标签>碰撞体”，这样就为“地面”赋予了“碰撞体”标签。

（2）使用同样的方法分别为“球体”和“球体.2”赋予“柔体”和“刚体”标签；被赋予模拟标签的对象都具有了动力学特性，点击时间线上的“向前播放”按钮进行动力学模拟，在一定状态下点暂停，效果见图9-23。

图9-23 创建动力学碰撞

（1）为了方便演示，此处使用GSG_Light_Kit_Pro灯光插件。打开“内容浏览器窗口”，选择GSG_Light_Kit_Pro文件夹，双击OverheadSoftbox.Cinema 4D，创建“OverheadSoftbox”灯光（见图9-24）。

图9-24 创建主光源

（2）查看“对象窗口”，发现软件创建了一个名为“Overhead Softbox”的“空白”对象，点击“渲染活动视图”按钮进行测试渲染，效果见图9-25。

图9-25 测试渲染

通过观察图9-25不难发现，目前的阴影较粗糙，光照也显得不足，因此需要增加阴影的质量以及增强光照。

（3）修改“Overhead Softbox”灯光的属性。选择“空白”对象，在“属性窗口”中，将“Brightness”改为“200%”来增加场景的光照，再将“Area Shadow Quality”改为“100%”来提高阴影质量。再次测试渲染，效果见图9-26。

图9-26 调节主光源并再次测试渲染

光照和阴影都得到了增强，但是阴影仍然显得太黑，需要增加辅助光源来照亮阴影。

（4）创建辅助光源。打开“内容浏览器”窗口，选择GSG_Light_Kit_Pro文件夹，双击LinearSkyLight.Cinema 4D，创建“SkyLight”，此时“对象窗口”出现名为“SkyLight”的“空白”对象（见图9-27）。(www.chuimin.cn)

图9-27 创建天光

（5）创建“SkyLight”灯光后直接测试渲染，“SkyLight”灯光不但照亮了阴影，也使整个场景染上了一层天光的颜色，使颜色更加丰富，渲染效果见图9-28。

图9-28 创建天光后测试渲染

（1）调节“玻璃材质”。之前虽然为球体赋予了玻璃材质，但是通过渲染测试发现，球体的边缘虽然是硬边状态，但中间却是圆滑的（见图9-29）。而我们希望得到的是棱角分明的效果（见图9-30）。

图9-29 默认效果与目标效果对比

图9-30 目标效果

修正这种问题的方法很简单：在“对象窗口”中，将“球体”的“平滑着色”标签删除即可（见图9-31）。

图9-31 删除相应的“平滑着色”标签

（2）创建框架材质。在材质编辑窗口的菜单中单击“创建>新材质”，将创建的新材质重命名为“框架材质”，把“框架材质”赋予构成框架的“圆柱”和“球体.1”。双击“框架材质”打开材质编辑窗口，勾选左侧栏的“反射”，其他全部不勾选。在左侧栏选择“反射”，点击右侧栏中的“添加”按钮，选“GGX”，再选择右侧栏“默认高光”层，点击“移除”按钮删除“默认高光”层。调节“层1”属性，具体参数见图9-32。

图9-32 框架材质属性

测试渲染见图9-33。

图9-33 测试渲染

（3）创建内部小球。本案例中需要创建两种颜色的小球，因此复制“球体.2”，将复制出的小球并重命名为“球体.3”。复制出的“球体.3”继承了“球体.2”的动力学标签，因此也具备相同的动力学属性；确保“球体.2”和“球体.3”都是“克隆.2”的子对象，这样能够同时克隆两个球体，新克隆的小球呈初始状态，需要在时间轴播放以重新计算（见图9-34）。

图9-34 复制更多内部小球

（4）创建内部小球材质。创建两个新材质并调成不一样的颜色，本案例中调为白色和橙色，同时可以根据自己的喜好，按步骤2中“框架材质”的调节方法调节“反射”属性，并将两个材质分别赋予“球体.2”和“球体.3”，测试渲染见图9-35。

图9-35 为内部小球创建不同颜色的材质

（1）选择除“地面”“背景”和灯光外的所有对象，按快捷键Alt/option+G打组，并双击“空白”重命名为“SoftClassCage01”（见图9-36），复制“SoftClassCage01”并将复制出的对象重命名为“SoftClassCage02”，调节“SoftClassCage01”和“SoftClassCage02”的位置，使其掉落时先后接触地板（见图9-37）。

图9-36 整理场景

图9-37 微调初始位置

（2）创建摄像机。在主菜单中执行“创建>摄像机>摄像机”创建摄像机，点击“对象窗口”中“摄像机”后的按钮切换到“摄像机”视图（见图9-38）。延长时间线到150帧，按播放键进行动力学计算，配合“SoftClassCage01”和“SoftClassCage02”掉落的位置反复调节摄像机位置和构图安排。

图9-38 透视图/摄像机视图切换按钮

（1）渲染设置。点击“工具栏”上的“编辑渲染设置”按钮，打开渲染设置窗口，点击左侧栏中的“输出”，在右侧栏中调节预置为“PAL D1/DV Square Pixel”，起点为“5F”，终点为“150”（见图9-39）。点击左侧栏的“抗锯齿”，再在右侧栏调“抗锯齿”为“最佳”，“最大级别”为“2*2”（见图9-40）。

图9-39 设置制式和帧范围

图9-40 设置“抗锯齿”参数

（2）设置保存。在渲染设置窗口中左侧栏勾选并选择“保存”，在右侧栏“保存>常规图像”中，勾选“保存”。点击“文件”一栏中的按钮，选择渲染图像的保存路径和名称，并设置“格式”“深度”和“名称”，具体见图9-41。

图9-41 设置保存路径、格式、深度和名称

检查所有的设置后点击“工具栏”上的“渲染到图片查看器”按钮，进行批量渲染（见图9-42）。最终完成效果见图9-43。

图9-42 批量渲染

图9-43 最终完成效果

本案例主要讲解了运动图形模块中的“克隆”对象和动力学“模拟标签”的使用方法。在克隆对象中可以通过“对象”“线性”“放射”“网格阵列”4种模式复制对象，从而快速生成大量排列规则的对象。特别是“对象”模式在本案例的造型中起到了重要作用。“克隆”的“对象”模式能使复制出来的对象根据一定的规则附着在另一个对象上，比如附着在对象的“点”或“边”上等。我们可以试着拓展一下这个运用，比如将对象附着在一个具象的模型上，如人物或动物，再对这个模型做角色动画或变形器动画等。

三维动画基础：柔体玻璃笼子创建与渲染

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