Daniel Bauer sprach über die Erstellung eines realistischen
Modells von Zähnen und subdermalen Shadern in
ZBrush ,
Toolbag und
Substance Painter .
Ressourcen
Ich habe mein Projekt mit dem Sammeln von Referenzen auf Google, Pinterest und Youtube begonnen.
Heute finden Sie eine Vielzahl von Ressourcen, und das Problem besteht darin, diese Informationsmenge zu filtern. Ich verwende PureRef, um meine Ressourcen zu organisieren. Auf solchen Platten können technische Details gespeichert werden, beispielsweise anatomische Abmessungen oder Reflexionswerte und Bilder von Zähnen. Anfangs gab es kein CGI auf meinem Board, weil ich versucht habe, mich von Beispielen aus der Praxis inspirieren zu lassen.
Tipp :
Speichern Sie einige kreuzpolarisierte Fotos. Sie können viel lernen, indem Sie reine Farben beobachten.Bildhauerei
Für die Gestaltung der Hauptbände habe ich
ZBrush verwendet . Ich habe mich nicht strikt an das Formular gehalten, weil ich wollte, dass das Bild aus der Ferne gut gelesen wird. Sehr oft habe ich das Modell stark entfremdet, um es zu testen. Um ein zufriedenstellendes Ergebnis zu erzielen, musste das Netz viele Iterationen durchlaufen. Übrigens können Sie den ZBrush-
Durchsichtsmodus verwenden und Ihre Bildhauerei mit 3D-Scans auf
Sketchfab vergleichen .
Stellen Sie die richtige Größe der Zähne und Wurzeln sicher, da der Betrachter sofort bemerkt, dass die Proportionen nicht eingehalten werden. Ich habe sehr lange mit niedriger Unterteilung gearbeitet. Je länger ich an persönlichen Projekten arbeite, desto besser verstehe ich, wie wichtig diese Gewohnheit geworden ist.
Tipp : Verwenden Sie einen Kontur-Shader oder schwarzes Material, um die Silhouetten des Modells ständig zu überprüfen.Ich habe die Transponierungslinie ZBrush verwendet, um jeden Zahn zu messen und alle auf die richtige Größe zu bringen. Viele Menschen haben Schwierigkeiten mit ZBrush-Einheiten, daher gebe ich Ihnen Ratschläge:
- Fügen Sie der Szene ein Hilfsobjekt in einfacher Größe hinzu, übertragen Sie es mit GoZ in das 3D-Paket, skalieren Sie es auf 10 mm und geben Sie es über GoZ an ZBrush zurück.
- Ziehen Sie nun die Transponierungslinie von einer Seite des Würfels zur anderen und stellen Sie die Skalierung auf 1 Einheit ein. Sie können also die Transponierungslinie verwenden, die die genauen Werte liest.
Ich habe jeden Zahn einzeln geformt und habe so die vollständige Kontrolle über das Backen in der
Werkzeugtasche oder im
Substance Painter . Wenn jedes Werkzeug (Unterwerkzeug) separat gespeichert wird, bietet dies Flexibilität, wenn Sie den Zahn modifizieren müssen. Als ich merkte, wie kompliziert menschliche Zähne wirklich sind, konnte ich mit dieser Methode auf die Rückmeldungen anderer Künstler hören und die Mängel der Formen problemlos beseitigen. Im ersten Durchgang sind einige Details übertrieben, während andere fehlen:
Tipp : Aufgrund der Besonderheiten der implementierenden Einheiten (Unterteilungen, SD) kann das SD-Netz komprimiert werden, wenn Sie zu Ebene 1 zurückkehren. Dies führte zu einem unerwünschten Effekt, da sich meine Zähne, mein Zahnfleisch und mein Mischnetz perfekt mischen sollten. Ich habe ein Makro geschrieben, das das Morphtarget des Netzes vor jedem Unterteilungsbefehl gespeichert und sein ursprüngliches Volume wiederhergestellt hat.Ich habe dieses Makro als meinen Hauptunterteilungsbefehl verwendet, der an STRG + D gebunden ist. Das Skript kann hier heruntergeladen
werden .
Nachdem wir mit den Grundlagen der Bildhauerei fertig sind, müssen wir über die Topologie nachdenken. Eine gute Topologie kann Bildhauerei, Glitzer und Animation unterstützen.
Die Glätte der Polygone der Zähne und des Zahnfleisches hilft dem Mischnetz, alle komplexen Formen beizubehalten.
Sie müssen immer ein Gleichgewicht zwischen Low Poly und der Anzahl der Referenzkanten halten. Von der ersten SD-Stufe an bemühte ich mich, eine klare Silhouette der Zähne zu erstellen:
Hier sind einige gute Topologieressourcen:
Nachdem ich mit Topologie und Bildhauerei fertig bin, importiere ich dezimierte Netze in die Marmoset Toolbag. Dies hilft, eine allgemeine Vorstellung vom Erscheinungsbild des Modells in verschiedenen Beleuchtungsmodellen zu erhalten.
Verwenden Sie Toolbag oder Keyshot so früh wie möglich, um Bereiche zu finden, die in der Drilldown-Phase fehlten. Darüber hinaus hilft die Beobachtung der Ergebnisse dabei, sich in die richtige Richtung zu bewegen.
Ich wollte das Modell in einer Echtzeitumgebung präsentieren, also habe ich ein Übergangsnetz erstellt
für die Umsetzung von Zahnmischungen mit Zahnfleisch. Andernfalls führt die Streuung unter der Oberfläche im Bildschirmbereich zu abrupten Übergängen. Ich werde darüber sprechen, wie ich den Detaillierungsgrad in diesem Blendmesh erhöht habe.
In ZBrush können Sie dünne Röhren in die Hohlräume zeichnen, die auf die Ansammlung von Speichel hinweisen. Wir verwenden sie nur zum Backen. So erhalten wir ein eng anliegendes konkaves Mischnetz sowie eine normale Karte, die einer konvexen Form ähnelt. Dies ist in einem Echtzeit-Renderer praktisch, da wir in den Mulden wunderschöne Reflexionen erhalten, wie in diesem Bild gezeigt:
UV-Scan
Sie können Netze in
3ds Max oder ein ähnliches Paket importieren, um ein flaches Muster und eine Layout-Textur zu erstellen. Ich wollte den UDIM-Scan beibehalten, um ein Modell für die Produktion auf verschiedenen Plattformen bereit zu halten. Ich habe meine 3ds Max-Werkzeuge durch GoZ übertragen, um die Nähte der Schnitte anzuzeigen, und dann einen Schnellschäl- und Verpackungsvorgang durchgeführt. Anschließend gab er alles über GoZ an ZBrush zurück, um sein leistungsstarkes Tool "Vorhandene Erscheinungen verwenden" zu nutzen. Dies ist sehr wichtig, wenn Sie Verschiebungskarten aus ZBrush exportieren möchten.
Tipp : Von Tim Bergholz können Sie viel über Scans lernen.Färbung und Versatz der Textur
Nachdem Sie einen Sweep erstellt haben, können Sie das Modell in
Substance Painter laden, um es einzufärben.
Um Albedokarten zu erstellen, verwende ich gerne prozedurale und handgezeichnete Masken. Die Idee, kreuzpolarisierte Fotos zu projizieren, scheint attraktiv, schränkt Sie jedoch ein, wenn Sie Venen oder Blutgefäße für ein anderes Projekt wechseln möchten. Sie können viel über Farbwerte und Stoffebenen lernen, indem Sie alles manuell erstellen. Dies ist vielleicht keine ideale Albedo, aber auf lange Sicht wird diese Arbeit für Sie belohnt.
In einem frühen Stadium lief ständig Toolbag mit all meinen Shadern. Da das Zahnfleisch viel Licht reflektiert und so die Albedoinformationen verbirgt, habe ich die Farben übertrieben:
Um ein nasses Oberflächengefühl in der Werkzeugtasche zu erhalten, habe ich eine Rauheitskarte erstellt. Es enthält sehr kleine Änderungen auf verschiedenen Ebenen. Um das gewünschte Ergebnis zu erzielen, habe ich alles viele Male überarbeitet. Das Aussehen des Zahnfleisches ist sehr unterschiedlich, daher ist es wichtig, die Referenzen zu konsultieren.
Für die meisten Hohlräume habe ich einen etwas stärkeren Rauheitswert verwendet, aber Zahnhöhlen ausgeschlossen, bei denen die Rauheitswerte niedriger sind. Ich habe diese Karte auch während des Schreibens des Artikels weiter konfiguriert, sodass ich neue Bewertungen erhalten habe. Ich mag es, Projekte abzuschließen, aber um meine Fähigkeiten zu verbessern, muss ich mir selbst gegenüber kritisch sein und offen für neue Ideen sein.
Tipp : Erstellen Sie in allen Textur-Sets eine dunkelgraue Farbe und schalten Sie den Mischmodus auf „Ersetzen“, um das Verhalten der Rauheitskarte unter verschiedenen Lichtbedingungen sofort zu überprüfen.Wählen Sie zunächst einen separaten Shader für diesen Textur-Set aus. Ideale Ergebnisse werden mit dem Shader „Metal / Rough-with-Alpha-Test“ erzielt. Wenden Sie für andere Textur-Sets einen Skin-Shader an.
Fügen Sie den „Einstellungen für das Textur-Set“ einen Deckkraftkanal hinzu und erstellen Sie am unteren Rand des Ebenenstapels eine Füllebene mit neutralen Normalen und auf Null gesetzten Informationen zur Deckkraft.
Jetzt können Sie über der Deckkraftmaske zeichnen (aus Gründen der Klarheit habe ich Rot verwendet).
Ich musste hart arbeiten, um das perfekte Ergebnis zu erzielen, aber der Ansturm in dieser Phase wird die Gesamtqualität des Renderings erheblich verringern.
Tipp : Sie können Ihre Maske über das Textur-Set-Menü oder einfach durch Klicken mit der rechten Maustaste auf den Maskenstapel und Auswahl von „Maske in Datei exportieren“ exportieren.Verschiebungskarten, die ich aus ZBrush exportiert habe.
Es verfügt über eine praktische Funktion, die Instrumente analysiert und die Verschiebungskarte so ausrichtet, dass alle hohen und niedrigen Werte abgedeckt werden. Ich habe
Multi Map Exporter verwendet , um einzelne Werkzeuge mit ihren UV-Kacheln zu kombinieren. Dabei habe ich die folgenden Optionen verwendet:
Shader
Für jeden Textur-Set habe ich meinen Shader in der Marmoset Toolbag erstellt. Dadurch konnte ich verschiedene Shader-Optionen für Zunge, Zähne und Zahnfleisch verwenden.
Vor dem Einrichten der SSS-Shader und Offsets ist es wichtig, die Szenenskala richtig einzustellen. Die Toolbag verfügt über die Schieberegler „Scale“ und „Scale-Center“. Ich habe sie verwendet, um den Offset-Effekt hervorzuheben:
Toolbag verfügt über einen guten Shader unter der Oberfläche, der mit hochwertigen Karten hervorragende Ergebnisse erzielen kann. Um der gebackenen normalen Karte eine Variation hinzuzufügen, habe ich die normale Detailkarte verwendet. Zähne scheinen von Natur aus durchscheinend zu sein, und eine gute Transluzenzkarte hilft sehr dabei, diesen Effekt zu erzielen. Ich habe in Substance Painter eine Dickenkarte gebacken und an meine Bedürfnisse angepasst.
Hier sind die Optionen für meinen Zahn-Shader:
Shader-Modell
Ich glaube, dass das Wichtigste im Zahn-Shader das Reflexionsmodell ist, für das ich den Parameter „Refractive“ ausgewählt habe. Der Brechungsindex bestimmt, um wie viel der Strahlengang beim Eintritt in das Material verzerrt oder gebrochen wird. Es ist sehr wichtig, den Materialien das richtige Aussehen zu verleihen. Nachdem ich die Frage untersucht hatte, fand ich heraus, dass die Dentin-IOR gleich 1,540 ist.
Um das verringerte Reflexionsvermögen in den Mulden hervorzuheben, habe ich dem Shader eine Hohlraumkarte hinzugefügt und den Schieberegler „Spiegelhohlraum“ auf 0,4 verschoben. Ich habe den Schieberegler für den diffusen Hohlraum bei Null gelassen, da meine Albedo-Karte bereits eine rote Hohlraumfüllung enthielt.
Hier ist ein Vergleich zwischen gebrochenen und spiegelnden Modellen:
Tipp : Sehen Sie sich die Erklärungen von Joe Wilson und Lee Denowald zum Spiegelbildmodell an:Der physikalisch korrekte Wert der Spiegelreflexion für die Haut beträgt ungefähr 0,028. Dies ist für mich ein guter Bezugspunkt geworden.
Für Zahnfleisch habe ich diese Zahl auf 0,07 erhöht. Hier müssen Sie niedrige Werte einhalten, sonst kann der Shader einen Metalleffekt erzeugen. Ein wenig Fresnel kann überzeugende Ergebnisse liefern.
Lassen Sie sich nicht von zu großen Fresnel-Werten auf nassen Materialien mitreißen, da dies zu Problemen mit Oberflächen führen kann, die auf die andere Seite der Kamera gedreht sind.
Tipp : Hier erfahren Sie in Echtzeit mehr über realistische Hautwiedergabetechniken.Sie können verschiedene Transparenzmodi verwenden, um im Toolbag überzeugenden Speichel zu erzeugen.
Für eine perfekte Mischung zwischen Zähnen und Zahnfleisch habe ich die Refraction with Dithering-Methode verwendet. Hier sind die Shader-Optionen:
Das Ergebnis, das nach Verwendung der beschriebenen Techniken erhalten wurde:
Fazit
- Es ist sehr wichtig, Ressourcen zu verwenden, die auf den ersten Blick nicht offensichtlich erscheinen. Das Scannen von Daten ist nützlich für das Studium der Anatomie.
- Nehmen Sie sich genügend Zeit für den Modellierungsschritt und stellen Sie sicher, dass das Netz gut gelesen ist und im Kern eine solide Struktur aufweist.
- Abonnieren Sie Blogs über Ihr Fachgebiet. Finde Gleichgesinnte und kommuniziere mit ihnen!
Es war ein sehr aufregendes Projekt. Er hat immer noch einige Ecken und Kanten, aber er ist zu einem hervorragenden Lernprozess in Anatomie und Materialien geworden.
Ein vereinfachtes Modell für Ihre Projekte kann hier heruntergeladen
werden .
Danke fürs Lesen! Ich hoffe, dieser Artikel hat Ihnen geholfen.
Über den Autor
Mein Name ist
Daniel Bauer , ich bin ein 3D-Künstler und auf das Modellieren von organischen Stoffen spezialisiert. Ich begann meine Karriere in einem kleinen 2D-Animationsstudio, wo ich die Magie der 3D-Modellierung kennenlernte. Der Karriereweg hat mich dazu gebracht, Probleme wie Shading und Modellierung für CGI in der Automobilindustrie zu lösen. In meiner Freizeit beschäftigte ich mich gerne mit dem Modellieren von Bio-Produkten und mache dies bis heute.
Während des Studiums der Anatomie stellte ich fest, dass unsere Zähne Einfluss darauf haben, wie andere Menschen uns wahrnehmen. Was als Studie begann, führte mich nach und nach zu dem im Artikel vorgestellten Projekt.
Ich habe diesen Artikel geschrieben, um zu zeigen, wie ich die Aufgaben des Projekts gelöst habe, und um nützliche Tipps auszutauschen.