Denis Kozlov刚刚发布了一个纹理和动画角色创建的程序系统概念视频。它使用Houdini创建,由约17000个节点组成,基于CHOP的发生器作为形状的核心模块。最终的网格划分是基于VDB的,并且可以包含多边形或NURBS的中间步骤。FEM有限元模拟用于动画,实现动画角色“灵活的提线木偶般一样操纵”。

组装一个全尺寸的角色生成器需要几个月的时间,作者叫它Kozinarium v​​1.0

接下来是作者注:

最近几年我一直在开发的程序系统服务于不同的项目,而不仅仅是探索人们在形式化视觉艺术方面能走多远,用机器可运行的术语表达其目的。“相当远”是我得到的答案,今天我想分享我对下一代艺术工具的看法,这些工具可以使任何人都能用几乎容易想到的方式呈现他们的想象力。但首先,让我们看看这些程序系统是如何制作的。

这不就是上帝之手造物主模式吗?

Procedural Systems程序系统

没有魔法参与,基本上这项工作是将艺术家的专业知识转化为计算机可以理解的形式。从某种意义上说,每个数字艺术家每天都在这样做。经典CG内容创作的巨大差异在于,您不是一次绘制主题的单个实例,而是一次制作所有类型文件,版本和修改。这需要清楚地了解主题及其创建过程,以便能够写出明确的算法,将其解释给计算机。这种方法是分析性的,而不是深度学习的统计方法,所以系统是非常透明的,它的内部工作是通过人类可理解的设计。

Kozinarium是我用Houdini制作的角色软件。它是在艺术家的监督下工作,但主要的控制手段是几个随机种子:用户输入一个新号码,软件根据它创建一个新的生物或动画。Kozinarium由大约1700个节点组成,并且易于使用新模块进行扩展。

在明确完成任务后,第一步是识别模式。艺术过程中可以成为未来系统主体的模式,以及与主体相关的模式:结构主体是什么构成的?多样性来自哪里?对观众影响最大的是什么?这是一个非常令人兴奋的部分,需要大量的研究。对于Kozinarium的基因概念已经非常有影响力,尽管它并没有直接成为最终的工具集。Aero项目从阅读了解实际飞机的设计,特别是对生产的限制,得到了很多见解。

根据这些模式设计实际的系统。我想大家都称之为【软件架构】。最有创意但又富有挑战性的一步,这就要你决定要保留什么,什么要去掉,什么是骨架,什么是细节。这些都是非常重要的决定,最终系统的本质之后可以或不可以改变。例如Aero和Kozinarium都使用双侧对称,在Aero中可以手动关闭; Kozinarium保留一些空间用于添加第二个对称平面,甚至可能是径向对称平面。

【重磅干货】下一代CG软件!程序性带来的巅峰革命-VFXQH

大部分工作涉及确定决策的顺序(影响什么:身体大小和形状,速度,运动机构的结构,细节和附件等)。这些选择背后的一些逻辑得到了编码,而有些则由系统自行尝试和判断结果。

然后终于到了实现阶段。这项工作绝对需要很多技巧,并且需要得到恰当的认可,这并不是本文的重点,而且还有许多其他来源。我的主要选择是Houdini的3D作品和Fusion的2D(我发现这两种工具都非常棒)。C ++可以说是最通用的,但相当低级的解决方案Java和Processing似乎在程序圈内很受欢迎; Python是商业CGI的行业标准。第3步是用实际的CG工具表达最终的设计,这需要对计算机图形有一定的了解。为了创造出一些认真的新东西,你不能只是随时查找技术,因为这会限制你只能使用其他人已经采用的方式。相反,您必须事先充分了解可能性,获得可靠的“质感” 预测操作的结果,并经常以精确的数字来设想它们。多样化的专业经验在这里非常方便,这就是为什么我作为CG&VFX艺术家16年后才敢开发我第一个程序系统的原因。

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核心模块是基于CHOP的形状和运动的生成器,所以它是关于字面上用数学函数绘制的。最终的网格划分是基于VDB的,它大大简化了拓扑方面,而中间步骤可能涉及到多边形和NURBS。选择有限元模拟作为主要动画车辆可以实现灵活的木偶式操作。在Mantra中进行程序性移位(每帧3-5分钟)以进行Fusion中的最终处理和程序着色。

未来的工具简而言之,这是一个过程。它可以归结为一个基本的分析 – 综合 – 实施链接,但确实需要一定的专业知识。博学很重要,但模式识别和在结构,表面上和视觉之间看到转换的能力可能是关键。有意义的部分是,一旦系统到位,生活通常会变得更加容易。当然,每个新项目都涉及大量的研究,但有了经验,就可以通过模式和方法了解这一想法。最终几乎可以表达任何东西。

Future Tools未来工具

现在想象一个系统,您可以通过描述它们来创建任何视觉效果或3D对象。无论是使用单个控制还是参数滑块,现有完全组装都无关紧要。重要的是,除非你愿意,否则你不需要了解技术上的创造原理。这是高级图形创建,而不是直接操纵低级别的像素或多边形。

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Aero项目它包括50多种原始飞机设计,看似简单,懂行的人都知道传统的低级工具几乎不可能。

我绝对相信,这样的软件将不可避免地出现,因为这种能力不会让人成为一个艺术家(就像拥有相机一样),事实上它甚至可以改变我们对“艺术家”这个词的含义(再次,就像摄影一样),但它会让视觉艺术更容易被所有人接受。此外,创建和定制这样的系统本身可能会成为一种艺术形式,我们不仅会遇到通用的,通用的内容创建工具,而且会遇到针对特定人员量身定制的单独的一类系统,反映并补充她。并不是说有很多其他领域,如建筑或工程,这些新的内容创建系统将具有非常实际的用途。

我绝对相信这样的软件将不可避免地出现,因为:

A.它比现在的工具好,

B.它可以被创建。

自从几十年前推出CGI工具以来,它们已经走过了很长一段路。起初,他们提供的实际自动化比完美的视角投影更少一些,后来随着无偏差渲染的出现,实现了逼真的色调分布,比起普通人甚至普通艺术家所创建的盒子更具现实感。我们定义数字形式的方式也从繁琐的数字处理演变为自然的绘画或雕刻。所有这些和其他许多进步正在朝着越来越高级别的创作方法发展。最后是化繁为简,非常简单的完成创作。

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同时,至少有几种方法来构建通用的高级内容创建系统。首先是建立一个专门的模块网络,每个模块都根据其具体任务而定制。事实上,对于诸如景观生成或数字人类等许多流行任务而言,这些模块已经存在了相当长的一段时间。比如:Vue,SpeedTree或MakeHuman; Aero项目和Kozinarium也属于这一类。诀窍是让这些模块兼容,让他们相互交流。目前仍然存在的DCC系统在许多方面效率低下。通常情况下,它们只是用非常专业的术语设计的,和用户之间的缓冲很少,当视觉数据的简单表示具有挑战性时,它们看起来就像是一种无时不在的感觉。多边形,UV,插值,连接、高级工作的语言是错误的。这些术语对于人类艺术家来说既不是自然的,也不是为了使机器更好地使用它们,而是为了直接存储和渲染而携带很多语义。

当然,真正的通用AI的发明可能是另一种解决方案,但在此之前,当代的机器学习方法已经在CGI应用程序中显示出非常可观的结果,并且看起来像是另一种可行的下一代图形软件的方法。但是,如果只有我的理解是正确的,那么问题就会有点类似,我们可以针对特定任务对模块进行学习,但是错过了将它们组装在一起的“粘合剂”。注:机器永远比不上人!有一句话叫:生活和艺术就是偶然和错误构成的。至于现在三句不离的AI,实际上是噱头,连业内最顶级的谷歌人工智能专家都感叹道:连AI都开始炒了,这世界真的是没啥新东西了。本质上目前还是逻辑判断,根本达不到人类感性的那一面。AI只有对和错,所谓的神经网络算法只是往前迈了一小步,真正成熟,还得至少五到十年。

开发这种“粘合剂”, 一种可以连接个别程序模块的通用框架,是我看到的第三种方法。

The Framework框架

视觉艺术是可以形式化的,并且可以在算法上以比通常考虑更高的程度来表达。这是贯穿我所有程序工作的思路。它需要很多知识,需要付出很大的努力和奉献,它确实需要一个愿景,但它是可以形式化的。我发现,在设计程序系统时,我认为与“像素”,“多边形”或“UV”完全不同。翻译成CGI的这种技术语言在这个过程中发生得相当晚,但是对于每个项目已经在一定程度上做了。我们需要的是提炼概括总结它。

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像点,曲线和曲面这样的基本概念都可以用语言字符中的角落,对比度,节奏和连接点等主要术语进行重新定义。像NURBS或多边形,光栅或矢量的特定CG实现应该成为次要的,并从中派生出来。应该在视觉重点,孤立,重音,饱和度等概念的语义空间中提供多重参数化。对此没有任何神秘感,只是用数学术语表达现有的艺术知识库。从我目前的发展状况来看,这样的框架看起来与创建程序生物发生器或飞机设计工具箱看起来一样真实。

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该系统可以成为全新高级DCC软件的基础,这种软件是将不同性质的各个模块连接在一起的语言,甚至可能是更多机器感知学习的系统指南。我肯定有这样的愿景,并希望有机会设计开发它。目前为了保持良好的更新暂时不会分享出来,也不会短期考虑商业化。我去FMX 2018了,有条件的朋友可以找我。

站长发言

这几天我在修习索绪尔的《语言学》,感受颇深!除了惊叹,这一切虽然“看”起来简单,但是背后只有懂得的人知道实现有多艰辛,到这里我只想送给大家一句话:有道无术,术尚可求也,有术无道,止于术。

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