C4D虚拟角色实时动画制作

内容简介

　　《C4D虚拟角色实时动画制作》主要讲解使用Cinema？4D制作虚拟角色实时动画的全流程，包括创建虚拟角色、制作角色发饰、制作角色发型、制作角色服装，以及捕捉角色动画的面部动作、捕捉身体动作、动作重定向、绘制贴图、制作表情模板和渲染合成等。《C4D虚拟角色实时动画制作》共13章，内容全面，逻辑清晰，语言通俗易懂。从最基础的绘制权重、骨骼绑定原理到角色模板和工具绑定，囊括了大部分角色绑定的解决方案。其中，面部绑定使用具有深度感知摄像机的iPhone来完成，这也是现今成本较低的面部动作捕捉解决方案。《C4D虚拟角色实时动画制作》还通过联动DAZ和Marvelous？Designer为角色创作更生动的形象和服装，帮助读者创作出完美的角色作品。《C4D虚拟角色实时动画制作》适合作为相关培训机构及院校的教材使用，也可以作为初学者学习制作虚拟角色实时动画的自学用书。

作者简介

　　石林毕业于湖北师范大学全网百万粉丝知识博主。CG虚拟人领域数十年实战经验，作品多次获《广告门》金奖/银奖。深圳扬帆必凯和SART训练营创始人，深圳服装协会会员。曾担任多家上市公司艺术顾问。国美外职培训讲师，NextHuman官方指定讲师，虎课网/视达网签约金牌讲师。蒋明珠毕业于云南艺术学院，资深动捕艺术家，SART品牌创始人之一，C4D/Maya动画师。“中国云南·第二届新媒体发展丽江研讨会”唯一虚拟人技术支持。“TECNO 孟加拉 SPARK 20 系列音乐节”技术顾问。服务于阿里、传音、海信、花神树等数百个商业公司及传媒平台。作品风格独特，具有较强的创意和视觉冲击力。

图书目录

第1章　快速熟悉角色的制作流程
1 1　角色模型的创建方法 1
1 1 1　虚拟角色的市场规模 1
1 1 2　虚拟角色创作方法简述 3
1 1 3　利用MetaHuman进行创作 3
1 2 DAZ软件基础操作 4
1 2 1　安装与配置DAZ 4
1 2 2　安装“DAZ安装经理” 4
1 2 3　将模型资源包导入“DAZ安装经理” 5
1 2 4　DAZ操作界面 6
1 2 5　DAZ界面的常用功能 7
1 3　利用DAZ软件进行创作 7
1 3 1　DAZ模型个性化调整 7
1 3 2　DAZ模型个性化妆容调整 8
1 4　在Cinema 4D中调整模型 9
1 4 1　调整模型为初始姿势 9
1 4 2　为模型命名 9
1 4 3　调整模型发饰大小 10
1 4 4　保存文件 10
1 5　利用Mixamo网站绑定模型 10
1 5 1　打开Mixamo网站并上传人体模型 10
1 5 2　Cinema 4D自定义面板设置 11
1 5 3　为Mixamo模型添加头发权重 12
1 6　使用RH工具为角色快速绑定控制器 13
1 6 1　安装RH工具 13
1 6 2　RH工具的简单应用步骤 13
1 6 3　使用RH工具绑定模型 14
1 6 4　RH工具功能介绍 15
1 7　拼接Mixamo网站动作并烘焙 15
1 7 1　从Mixamo网站导出动画 15
1 7 2　Mixamo动画拼接 16
1 7 3　Mixamo动作烘焙 17
1 8　优化动画帧 17
1 8 1　解决闪动问题 17
1 8 2　解决脚部乱摆问题 18
1 8 3　解决人物动作穿帮问题 18
1 9　为角色着装 18
1 9 1　导出服装及模型 19
1 9 2　用Marvelous Designer软件模拟服装 19
1 9 3　用Marvelous Designer模拟人物动作 20
1 9 4　解决模拟过程出现穿帮现象的方法 20
1 9 5　导出Marvelous Designer动画 20
1 10　简单的渲染设置 21
1 10 1　渲染前的服装处理 21
1 10 2　分离上衣网格和裙摆网格 21
1 10 3　Marmoset Toolbag的贴图调整 22
1 11　材质调整及细节丰富 22
1 11 1　调节发型 22
1 11 2　调节眼睛 23
1 11 3　调节环境光线 23
1 11 4　渲染输出 24
第2章　虚拟角色面部表情捕捉
2 1　DAZ模型和骨骼 25
2 1 1　DAZ模型种类 25
2 1 2　DAZ模型初始姿态的区别 26
2 1 3　DAZ模型骨骼的区别 26
2 1 4　DAZ模型贴图辨识 27
2 2　整理角色基础模型 29
2 2 1　DAZ模型面部动作捕捉的前期准备 29
2 2 2　整理Cinema 4D面部模型贴图 30
2 2 3　整理肢体模型贴图 31
2 2 4　整理眼睛模型贴图 31
2 3　制作Cinema 4D表情模板 32
2 3 1　调整面部姿态 32
2 3 2　调整眼睛姿态 33
2 3 3　连接眼睛、眉毛姿态 35
2 4　面部动作捕捉前的准备 36
2 4 1　面部动作捕捉的“道具”准备 36
2 4 2　Moves by Maxon App功能介绍 36
2 4 3　Moves by Maxon连接Cinema 4D 36
2 5　制作表情驱动器 37
2 5 1　整理和烘焙表情 37
2 5 2　连接XPresso姿态 38
2 6　面部动作捕捉操作流程 40
第3章　虚拟角色动作捕捉
3 1　虚拟角色动作捕捉原理 41
3 1 1　动作捕捉简介 41
3 1 2　数据处理 42
3 1 3 控制点绑定与动画修正 42
3 2　视频动作捕捉与Mixamo骨骼 42
3 2 1　捕捉视频的准备工作 43
3 2 2　视频捕捉 43
3 2 3　Mixamo骨骼与KK骨骼对比 43
3 3　KK Mocap和Mixamo动作融合 44
3 3 1　为KK骨骼动画添加初始Apose 44
3 3 2　骨骼重定向 45
3 3 3　骨骼约束 45
3 4　制作动作帧及烘焙 46
3 4 1　关键帧烘焙　 46
3 4 2　烘焙Mixamo骨骼关键帧动画 47
3 5 动作帧检查与优化 47
3 5 1　动作帧检查 47
3 5 2　动作帧优化 47
3 6　添加音乐并输出动作 49
3 6 1　为动作添加音乐　 49
3 6 2　导出文件 49
3 6 3　文件导出处理 50
第4章　虚拟角色身体绑定
4 1　常用的五种骨骼创建方式 51
4 1 1　用“关节工具”创建骨骼 51
4 1 2　用“所选到关节”工具创建骨骼 51
4 1 3　用“样条转为关节”工具创建骨骼 52
4 1 4　用“关节转为样条”工具创建骨骼 52
4 1 5　将空对象转为关节 53
4 2　角色权重工具 53
4 2 1　权重工具的4个常用选项 53
4 2 2　权重笔刷工具模式 54
4 2 3　权重笔刷工具类型 55
4 3　角色权重系统 55
4 4　角色肌肉系统 57
4 4 1　初识肌肉系统 57
4 4 2　肌肉系统动画制作 58
4 4 3　胸部抖动效果 59
4 5　建立角色身体关节 59
4 5 1　建立角色脊柱关节 60
4 5 2　建立角色腿部关节 60
4 5 3　建立角色手臂关节 61
4 5 4　建立角色手掌关节 61
4 6　建立角色控制器 62
4 6 1　建立角色脊柱控制器 62
4 6 2　建立角色腿部控制器 63
4 6 3　IK链 64
4 6 4　镜像角色骨骼 64
4 6 5　绑定手指控制器约束 65
4 6 6　设置手指关节联动 66
4 7　权重优化 68
4 7 1　优化腿部骨骼权重 68
4 7 2　优化上身骨骼权重 69
第5章　虚拟角色高级模板绑定
5 1　Cinema 4D角色模板 70
5 1 1　绑定虚拟角色模板 70
5 1 2　Cinema 4D 21版本、23版本和25版本角色模板的
区别 71
5 2　高级角色模板身体骨骼绑定 72
5 2 1　添加控制器 72
5 2 2　高级角色身体绑定及注意事项 73
5 2 3　调整身体绑定节点 73
5 3　建立高级角色模板面部骨骼 75
5 3 1　面部关节绑定的准备工作 75
5 3 2　调整模型面部控制节点 75
5 4　调整高级角色模板控制器 77
5 4 1　调整各骨骼控制器 78
5 4 2　调整脖子、肩膀和下巴等局部控制节点 78
5 5　设置高级角色模板绑定身体权重 79
5 5 1　绑定角色模板 79
5 5 2　设置模型腿部权重 80
5 5 3　设置模型手部权重 80
5 5 4　设置权重及权重镜像可能出现的问题 80
5 5 5　权重小结 81
5 6　Mixamo绑定方法 81
5 6 1　运用Mixamo工具绑定Cinema 4D模型 81
5 6 2　细微调整人体模型 82
5 6 3　其他功能 82
5 6 4　操作技巧 83
第6章　虚拟角色面部绑定
6 1　高级模板面部权重划分 84
6 1 1　面部权重概述 84
6 1 2　头部分层 84
6 1 3　面部口腔分层 85
6 1 4　设置头部上半部分的分层与权重 86
6 1 5　设置嘴唇权重 87
6 1 6　设置下巴权重 88
6 1 7　设置上颚权重 88
6 1 8　平滑嘴角权重 88
6 1 9　设置下巴权重 89
6 2　高级模板设置口腔权重 90
6 2 1　设置上颚权重 90
6 2 2　设置下颚权重 90
6 2 3　设置口腔权重 90
6 2 4　设置牙齿权重 91
6 2 5　设置鼻孔权重 91
6 3　高级模板设置舌头权重 92
6 3 1　舌头分层 92
6 3 2　设置舌尖分层与权重 92
6 4　高级模板设置鼻子、脸颊、耳朵权重 93
6 4 1　设置鼻子权重 93
6 4 2　设置脸颊权重 94
6 4 3　设置耳朵权重 95
6 5　高级模板设置眼睛和眉毛权重 96
6 5 1　设置眼皮权重 96
6 5 2　设置眉毛权重分区 96
6 5 3　设置眉毛权重 97
6 6　高级模板设置下嘴唇权重 98
6 6 1　设置左下嘴唇权重 98
6 6 2　设置嘴角权重细节 99
6 6 3　镜像下嘴唇权重 100
6 7　高级模板细化下嘴唇权重 100
6 7 1　细化下嘴唇权重 100
6 7 2　细化嘴角权重 101
6 8　设置眼皮权重 102
6 8 1　设置上眼皮权重 102
6 8 2　设置下眼皮权重 103
6 8 3　设置眼角权重 104
6 8 4　调整眼睛闭眼权重 104
6 9　高级模板细化眼皮权重 105
6 9 1　设置眼睛权重的准备工作 105
6 9 2　设置上眼皮权重 105
6 9 3　设置下眼皮权重 106
6 10　高级模板检查优化眼皮权重 106
6 10 1　眼皮权重及权重镜像 106
6 10 2　调整眼球 107
6 11　高级模板睫毛联动 108
6 11 1　眼睛睫毛联动的第一种做法 108
6 11 2　眼睛睫毛联动的第二种做法 108
6 11 3　眼睛睫毛联动的第三种做法 109
6 12　高级模板链接嘴部控制器 109
6 12 1　嘴部控制器链接准备 109
6 12 2　制作嘴部控制器模板 110
6 13 高级模板链接舌头和眉毛控制器 111
6 13 1　链接舌头控制器 111
6 13 2　链接眉毛控制器 112
6 14　高级模板嘴巴表情修型 113
6 14 1　嘴巴节点修型 113
6 14 2　嘴巴控制器修型 114
6 15 高级模板眼睛表情修型 114
6 15 1　眼球权重调整 114
6 15 2　调整眼皮破面及细节 115
第7章　制作虚拟角色发型
7 1　头发建模方法 116
7 1 1　使用Cinema 4D制作面片式头发 116
7 1 2　使用Cinema 4D毛发系统制作头发 118
7 2　制作发型低模 119
7 2 1　使用ZBrush绘制头发生长区 119
7 2 2　绘制头发生长区快捷操作指令 119
7 2 3　使用ZBrush绘制发型低模 119
7 3 制作发型引导线 120
7 3 1　新建样条 120
7 3 2　处理样条 122
7 3 3　处理样条的技巧 123
7 4　制作头发导向器并准备模型 124
7 4 1　提取多边形曲线 124
7 4 2　准备模型技术处理 124
7 5　XGEN工程文件规范 125
7 5 1　创建新场景 125
7 5 2　创建XGEN工程 126
7 6　制作盘发 127
7 6 1　XGen技术制作规则 127
7 6 2　制作盘发 128
7 6 3　处理盘发 129
7 7　绘制中发GUIDE 130
7 7 1　制作中发 130
7 7 2　常见操作问题及解决方法 131
7 8　中发GUIDE细节深化 133
7 8 1　制作和调整盘发细节 133
7 8 2　镜像盘发 133
7 9 调整中发整体细节 134
7 9 1　调整中发 134
7 9 2　制作中发 134
7 9 3　小技巧 136
7 10 鬓发 136
7 10 1　制作鬓发 136
7 10 2　调整鬓发 137
7 11 制作枕发及碎发 138
7 12 导出头发面片 139
7 12 1　创建面片 140
7 12 2　导出面片 141
第8章　虚拟角色表情表演
8 1　创建关键帧前的准备工作 142
8 1 1　创建表情关键帧的准备工作 142
8 1 2　设置关键帧面板 143
8 2　嘴部动画关键帧 144
8 2 1　嘴唇关键帧 144
8 2 2　上颚和下巴关键帧 145
8 3　眉毛动画关键帧 145
8 3 1　眉毛控制器载入“时间线”窗口 145
8 3 2　调整眉毛局部控制器 145
8 4　眼睛动画关键帧 146
8 4 1　眼皮动画关键帧 146
8 4 2　创建眼球关键帧的准备工作 146
8 4 3　创建眼球关键帧 147
8 5　添加头部和牙齿动作 147
8 5 1　使用牙齿控制器及创建关键帧 147
8 5 2　调整牙齿及舌头贴图 148
8 5 3　制作牙齿关键帧动画 148
8 5 4　创建头部动画关键帧 149
8 6　优化动作帧 149
8 6 1　抛光头部动画曲线 149
8 6 2　绑定头发 151
第9章　制作虚拟角色表情模板
9 1　姿态管理器 154
9 1 1　设置姿态管理器 154
9 1 2　使用姿态创建动画 155
9 2　姿态变形基础嘴部动画 156
9 2 1　姿态变形的方法一 156
9 2 2　姿态变形的方法二 156
9 2 3　姿态变形的方法三 157
9 3 设置眼部姿态 157
9 3 1　眼部姿态设置的准备工作 157
9 3 2　设置眨左眼姿态 158
9 3 3　左眼下看姿态设置 159
9 3 4　左眼内看姿态设置 159
9 3 5　合并眼部姿态 160
9 3 6　镜像眼部姿态 160
9 4　制作下巴姿态 161
9 4 1　制作“下巴向前”姿态 161
9 4 2　制作“下巴向左”姿态 161
9 4 3　制作“下巴张开”姿态 161
9 4 4　导入下巴姿态 162
9 4 5　制作“下巴向右”姿态 162
9 5　制作嘴部姿态 162
9 5 1　制作“闭嘴”姿态 163
9 5 2　制作“嘟嘴”姿态 163
9 5 3　制作“噘嘴”姿态 163
9 5 4　制作“左嘴角”及“右嘴角”姿态 163
9 5 5　合并嘴部姿态 164
9 5 6　修正嘴部姿态 164
9 5 7　制作“翻上嘴唇”姿态 165
9 5 8　制作“耸嘴唇”姿态 165
9 5 9　微调嘴部姿态 165
9 5 10　调整“下嘴唇左下”姿态 166
9 5 11　反转姿态并排序 166
9 6 调整眉毛姿态及最终检查 166
9 6 1　制作“眉毛左下”姿态 166
9 6 2　制作“眉心朝上”姿态 167
9 6 3　制作“眉头左上”姿态 167
9 6 4　完成剩余的姿态并检查 167
9 7　面部测试总结 167
第10章　虚拟角色服装设计及布料动力学
10 1　Marvelous Designer软件界面 169
10 1 1　界面展示 169
10 1 2　菜单栏常用功能 170
10 1 3　其他功能 171
10 2　制作上衣和裙子 172
10 2 1　导入角色模型 172
10 2 2　绘制内衣 172
10 2 3　绘制腰带 174
10 2 4　绘制裙子 174
10 3 制作裙摆 175
10 3 1　绘制并编辑裙摆内部线 175
10 3 2　绘制裙摆饰带 175
10 3 3　绘制蝴蝶结 176
10 4 制作外套 176
10 4 1　绘制外套板片 177
10 4 2　处理外套褶皱 177
10 5　制作衣领和袖子 178
10 5 1　绘制衣领 178
10 5 2　绘制袖子 179
10 6 整理板片UV 179
10 6 1　整理板片优化 180
10 6 2　整理板片 180
10 7　重定向动作捕捉数据骨骼 181
10 7 1　处理动作捕捉数据 181
10 7 2　重定向动作捕捉数据骨骼 181
10 7 3　烘焙动作 182
10 8　修整动作捕捉数据 183
10 8 1　修整运动剪辑 183
10 8 2　修整髋关节 183
10 9　裙子动力学解算 184
10 9 1　导出及导入abc文件 184
10 9 2　模拟内衣分层 184
10 9 3　模拟裙子分层 185
10 10　裙子网格重拓扑动画传递 186
10 10 1　导出obj文件 186
10 10 2　在ZBrush软件中重新拓扑 187
10 10 3　在Cinema 4D软件中修补拓扑面的缺失部分 187
10 10 4　在Maya中传递动画 187
10 11　网格重拓扑动画传递 189
10 11 1　服装模拟前期准备 189
10 11 2　外套模拟 190
10 11 3　导出obj文件 190
10 11 4　在ZBrush中重新拓扑 190
10 11 5　在Cinema 4D中修补拓扑面的缺失部分 191
10 11 6　在Maya中传递动画 191
10 11 7　拓展知识补充 192
第11章　虚拟角色毛发动力学模拟
11 1 制作毛发及引导线 193
11 1 1　制作引导线 193
11 1 2　制作毛发引导线 194
11 1 3　常用工具 194
11 1 4　制作毛发 196
11 2 毛发生成技巧 198
11 2 1　毛发生成流程 198
11 2 2　解决毛发层次混乱的问题 199
11 3　毛发分组 199
11 3 1　设置区域贴图 200
11 3 2　毛发分组流程 200
11 4　毛发渲染 201
11 4 1　设置环境 201
11 4 2　渲染毛发 201
11 5　模拟动力学 202
11 5 1　设置毛发动力学 202
11 5 2　模拟绑带的动力学 203
第12章　制作虚拟角色UV贴图
12 1　整理模型 204
12 1 1　整理Cinema 4D模型 204
12 1 2　调整合并的头发与角色模型 204
12 2　UV基础理论 205
12 2 1　UV的定义 205
12 2 2　UV的作用 205
12 2 3　整理UV 205
12 2 4　展开虚拟角色UV 206
12 3　拆解角色模型UV 207
12 3 1　拆解头发及头皮UV 208
12 3 2　编辑整理头皮UV 208
12 3 3　RizomUV VS常用工具 208
12 4　拆解发饰UV 208
12 4 1　调整发饰UV 209
12 4 2　绘制发饰UV 209
12 4 3　分裂发饰UV 210
12 4 4　UV自检方式 211
12 5 烘焙发饰法线贴图 211
12 5 1　绘制发饰UV贴图 211
12 5 2　绘制发饰UV贴图 212
12 6　Substance Painter软件 213
12 6 1　Substance Painter界面 213
12 6 2　新建项目 213
12 6 3　快捷指令 213
12 6 4　常用面板和工具 214
12 6 5　设置烘焙参数 214
12 6 6　烘焙贴图 215
12 7 绘制发饰贴图 215
12 7 1　制作发饰材质 215
12 7 2　制作发饰贴图 215
12 7 3　输出贴图 216
12 8　绘制头发贴图 217
12 8 1　设置头发材质 217
12 8 2　设置头发贴图 217
12 8 3　将头皮模型导入Substance Painter 218
12 8 4　输出头发贴图 218
12 9　雕刻头部高模 219
12 9 1　用ZBrush雕刻头部 219
12 9 2　导出头部雕刻结果 220
12 10　烘焙高模 220
12 10 1　烘焙的作用 220
12 10 2　烘焙身体高模 221
12 10 3　烘焙面部高模 221
12 11　绘制身体及面部贴图 222
12 11 1　制作身体纹理 222
12 11 2　添加面部纹理 222
12 11 3　添加面部粗糙度 223
12 11 4　添加面部体积感 223
12 12　导出面部贴图 224
12 12 1　绘制眼影贴图 224
12 12 2　绘制腮红贴图 224
12 12 3　导出面部贴图 225
12 13 烘焙眼睛法线及贴图 225
12 13 1　烘焙眼睛法线 225
12 13 2　烘焙虹膜UV贴图 226
12 13 3　烘焙眼球UV贴图 226
12 14 烘焙衣服法线 227
12 14 1　制作裙子法线 227
12 14 2　制作上衣法线 227
12 14 3　制作腰带及飘带法线 228
12 14 4　制作外套法线 229
12 15　制作衣服贴图 230
12 15 1　制作外套纹理贴图 230
12 15 2　制作外套基本色贴图 230
12 15 3　制作内衣基本色贴图 231
12 15 4　制作外套基本色贴图 231
12 15 5　制作外套纹理贴图 232
12 15 6　制作腰带纹理贴图 232
12 15 7　制作裙摆、飘带纹理贴图 233
12 15 8　制作服装布料锁边贴图 233
12 15 9　检查及输出 233
第13章　虚拟角色实时动画渲染
13 1　Marmoset Toolbag简介 234
13 1 1　模型整理 234
13 1 2　导入文件 235
13 1 3　菜单栏 235
13 1 4　Viewport Settings（视窗设置）面板 237
13 1 5　工具栏介绍 238
13 1 6　属性面板 238
13 1 7　天空面板 239
13 1 8　材质面板 239
13 2　设置身体皮肤材质 240
13 2 1　整理素模 240
13 2 2　设置遮罩贴图 241
13 2 3　设置次表面散射贴图 241
13 2 4　设置光泽度贴图 241
13 2 5　设置光泽度AO贴图 241
13 2 6　设置其他贴图 242
13 2 7　布置环境光 242
13 3　制作眼球材质 243
13 3 1　导入眼球 243
13 3 2　处理眼球UV 243
13 3 3　制作眼球反射贴图 243
13 3 4　制作眼球发光贴图 244
13 3 5　导入并应用眼球发光贴图 245
13 4　制作睫毛及头发材质 245
13 4 1　制作睫毛材质 245
13 4 2　制作泪腺材质 246
13 4 3　制作头发材质 246
13 5　制作服装材质 247
13 5 1　制作衣服材质 247
13 5 2　制作外套材质 247
13 5 3　设置背景 248
13 6　制作并优化发饰材质及头发贴图 248
13 6 1　制作发饰材质 248
13 6 2　优化头发贴图 248
13 6 3　优化与导入面部贴图 249
13 7　融合面部表情与身体动画 249
13 7 1　合并面部表情与身体动画文件 250
13 7 2　修正整理面部表情 250
13 7 3　融合面部表情与身体 251
13 7 4　优化眼睛UV 252
13 7 5　优化身体UV 252
13 8　绑定头发 254
13 8 1　创建绑定骨骼 254
13 8 2　优化分配权重 255
13 9 创建头发动画关键帧 255
13 9 1　创建头发动画关键帧的准备工作 255
13 9 2　创建头发动画关键帧流程 256
13 10　制作摄影机动画 256
13 10 1　更换动作捕捉文件并添加材质 256
13 10 2　制作摄像机动画的步骤 257
13 10 3　导入摄像机轨迹 257
13 11　灯光动画及最终渲染输出 258
13 11 1　制作灯光动画 258
13 11 2　渲染输出 259