程序?qū)嵗顾囆g(shù)家能夠更有效地生成，設(shè)置動(dòng)畫和渲染大量幾何圖形。它非常適合創(chuàng)建視覺上復(fù)雜的資產(chǎn)，例如毛皮，頭發(fā)或羽毛，以及大型環(huán)境，例如森林，草田和巖石景觀。隨著計(jì)算能力的提高，實(shí)例化已成為現(xiàn)代CG管道中堆焊和著色過(guò)程中越來(lái)越不可或缺的一部分。

xgen由沃爾特·迪斯尼動(dòng)畫工作室開發(fā)，并集成到Maya 2016中，是一個(gè)強(qiáng)大的實(shí)例化框架。它使您可以通過(guò)地圖，表達(dá)式和參考線在表面上分布任意幾何形狀。它本質(zhì)上是復(fù)雜渲染過(guò)程的接口，從某種意義上講，它可以看作是完整的著色工具。

以下技巧旨在使在生產(chǎn)中使用xgen時(shí)的工作流程更加靈活，使您能夠適應(yīng)功能工作所需的更改。盡管它們都是針對(duì)Maya量身定制的，但是在使用任何實(shí)例化框架制作新作品時(shí)，它們都可以被視為一般準(zhǔn)則。這不是初學(xué)者的指南，因此我們假設(shè)您已經(jīng)對(duì)xgen基本工作流程有所了解。

下圖中的基本模型是0a Blonde Girl，它是通過(guò)TurboSquid提供的免費(fèi)資產(chǎn)。

盡早決定是要使用參考線來(lái)控制實(shí)例化的幾何圖形，還是采用完整的程序性工作流程。您越早鎖定此決定，您就越有能力應(yīng)對(duì)變化。

1.首先計(jì)劃您的資產(chǎn)

考慮如何安排工作流程對(duì)于按時(shí)完成工作至關(guān)重要。創(chuàng)建新的Description時(shí)，xgen將啟動(dòng)一個(gè)向?qū)?lái)指導(dǎo)您完成關(guān)鍵決策。盡管您可以稍后進(jìn)行切換，但是將要生產(chǎn)的資產(chǎn)的類型將決定您使用的工作流程的類型。

總的來(lái)說(shuō)，我喜歡使用完整的過(guò)程工作流來(lái)實(shí)例化短而密集的對(duì)象，例如毛皮和鱗片或環(huán)境。對(duì)于長(zhǎng)發(fā)，最好的做法是從介紹每個(gè)發(fā)束的指南入手，以更好地控制發(fā)根到發(fā)梢的變化。

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在開始使用xgen之前，請(qǐng)使用低分辨率幾何圖形模擬資產(chǎn)。在創(chuàng)建長(zhǎng)發(fā)時(shí)，簡(jiǎn)單的管可以讓您很好地了解在創(chuàng)建實(shí)例化曲線之前發(fā)型的外觀。

2.遮擋你的外表

在創(chuàng)建任何xgen節(jié)點(diǎn)之前，請(qǐng)使用簡(jiǎn)單的低分辨率幾何圖形來(lái)模擬資產(chǎn)?；旧希诓堇L要用實(shí)例或圖元填充的布局。這將幫助您安排工作。

讓我們考慮束發(fā)或卷發(fā)的常見示例。使用簡(jiǎn)單的幾何形狀（例如管）來(lái)阻止外觀很重要。（xgen實(shí)際上提供了“從管中修飾”的工作流。）這些易于建模，并且可以很好地了解將發(fā)型轉(zhuǎn)換為實(shí)際實(shí)例化曲線后的發(fā)型。

樣機(jī)通常用于第一輪反饋，使您能夠在創(chuàng)建單個(gè)實(shí)例之前接收注釋。盡早建立資產(chǎn)數(shù)量的良好表示形式，也將在以后進(jìn)行布料模擬時(shí)提供幫助，并確保干凈，可管理的結(jié)果。

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將阻塞幾何體劃分為多個(gè)層將迫使您專注于每個(gè)幾何體的個(gè)性化特征。稍后，您將在xgen中復(fù)制工作流，將實(shí)例化描述的集合分組到Collections中。

3.分層組織阻塞模型

確定資產(chǎn)的整體外觀后，將分塊幾何體分成幾層。xgen使用相同的工作流程，從而使您甚至可以迫使您將實(shí)例化描述集組合到集合中。

分節(jié)工作迫使您分別專注于每個(gè)方面，并使您能夠并行地在不同的方面前進(jìn)。此外，不具有整體外觀可以節(jié)省很多時(shí)間，尤其是在大批量生產(chǎn)中，因?yàn)樗苊饬吮仨殢念^重新啟動(dòng)以適應(yīng)意外的變化。

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盡管對(duì)于小型靜態(tài)設(shè)置來(lái)說(shuō)，指南可能是一個(gè)強(qiáng)大的選擇，但使用地圖來(lái)控制實(shí)例可以使資產(chǎn)保持完整的程序性，從而更容易在以后的生產(chǎn)中適應(yīng)變更。

4.保留一切您可以進(jìn)行的程序

xgen為您提供了兩種完全不同的方式來(lái)控制實(shí)例：引導(dǎo)線和地圖/表達(dá)式。

輔助線是占位符，用于定義表面上特定點(diǎn)處實(shí)例的形狀。其他實(shí)例的形狀是通過(guò)在引導(dǎo)線之間進(jìn)行插值生成的。在靜態(tài)設(shè)置中，這是一種功能強(qiáng)大且靈活的方法，因?yàn)槟梢噪S意添加或重塑參考線。但是，如果使用不當(dāng)，指南可能會(huì)失控，從而使以后難以管理資產(chǎn)。

我個(gè)人更喜歡使用映射或表達(dá)式來(lái)控制實(shí)例，因?yàn)樗鼈兛梢允官Y產(chǎn)保持完整的過(guò)程性-因此具有靈活性。以這種方式工作時(shí)，請(qǐng)迭代地優(yōu)化外觀：首先使用粗筆定義基本外觀，然后使用圖層和蒙版逐漸添加細(xì)節(jié)。

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通用頭皮幾何體收縮包裝到頭部模型中。將您的實(shí)例放置在頭皮幾何體上而不是頭部本身，可以保護(hù)xgen設(shè)置免受基礎(chǔ)模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的更改。

5.使用頭皮的幾何形狀

xgen的主要缺點(diǎn)之一是依賴于拓?fù)?，這意味著如果基礎(chǔ)網(wǎng)格發(fā)生了變化，則需要將您的新郎（“描述集”）轉(zhuǎn)移到新的幾何圖形上。根據(jù)設(shè)置的復(fù)雜性，這可能很耗時(shí)，甚至是不可能的。

但是在生產(chǎn)環(huán)境中，當(dāng)您與其他部門一起工作時(shí)，情況經(jīng)常會(huì)發(fā)生變化，而且經(jīng)常會(huì)發(fā)生巨大變化。例如，對(duì)模型的更新可能會(huì)更改網(wǎng)格的頂點(diǎn)順序。

解決此問(wèn)題的一種好方法是使用您擁有和管理的頭皮幾何形狀。這些通常是不可渲染的低分辨率模型，它們環(huán)繞可渲染網(wǎng)格并隨其變形。將實(shí)例放置在此中間表面而不是可渲染的網(wǎng)格上可幫助您避免意外。

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Maya力場(chǎng)通過(guò)nHair驅(qū)動(dòng)xgen花鍵。在無(wú)法使用xgen自己的動(dòng)態(tài)求解器的鏡頭中，請(qǐng)以使動(dòng)畫和動(dòng)態(tài)保持分離的方式構(gòu)造裝備。

6.分開的動(dòng)態(tài)和動(dòng)畫

如果您要處理將要?jiǎng)赢嫷馁Y產(chǎn)，則定義資產(chǎn)的靜態(tài)外觀僅是成功的一半。重要的是要考慮新郎在動(dòng)畫時(shí)的行為。這里涉及兩種類型的運(yùn)動(dòng)：動(dòng)畫和模擬。前者是基礎(chǔ)網(wǎng)格物體的運(yùn)動(dòng)；后者是基礎(chǔ)網(wǎng)格物體的運(yùn)動(dòng)。后者是實(shí)例對(duì)動(dòng)畫網(wǎng)格的反應(yīng)，最終是對(duì)外力的反應(yīng)。

首先，讓我們考慮動(dòng)畫。基本任務(wù)是使實(shí)例優(yōu)雅地跟隨基礎(chǔ)網(wǎng)格，并且更重要的是不會(huì)彈出。當(dāng)網(wǎng)格變形時(shí)，它們會(huì)更改框架之間實(shí)例的空間關(guān)系，這會(huì)產(chǎn)生偽像。xgen提供了不同的技術(shù)來(lái)避免突然出現(xiàn)– Autodesk建議使用補(bǔ)丁參考（PRef）?–您將需要使用這些參考來(lái)創(chuàng)建成功的渲染圖像序列。

一旦對(duì)基礎(chǔ)網(wǎng)格物體進(jìn)行了動(dòng)畫處理并且其后的實(shí)例沒有任何假象，就可以進(jìn)行模擬了。xgen擁有自己的動(dòng)態(tài)求解器，非常適合基本模擬。它很簡(jiǎn)單，而且通常足以使您順利通過(guò)。但是，在處理英雄資產(chǎn)時(shí)，您可能需要一個(gè)更復(fù)雜的求解器，甚至將資產(chǎn)傳遞給另一個(gè)負(fù)責(zé)該部分工作的部門。

在這種情況下，您希望將動(dòng)畫和模擬分開，然后在以后“插入”模擬結(jié)果。這些結(jié)果通常以幾何體緩存的形式出現(xiàn)，因此您的裝備需要能夠使用它們：例如，通過(guò)“線形變形器”（Wire Deformers）或通過(guò)攝取驅(qū)動(dòng)頭發(fā)束的動(dòng)畫化指南。

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V-Ray中xgen設(shè)置的基本渲染。xgen附帶了現(xiàn)成的mental ray和RenderMan材質(zhì)和著色節(jié)點(diǎn)，但是您可以使用其實(shí)用程序節(jié)點(diǎn)與其他渲染器一起渲染您的設(shè)置。

7.使用實(shí)用程序節(jié)點(diǎn)插入其他渲染器

xgen與mental ray和RenderMan緊密集成，并附帶有用于這些渲染器的自身陰影和材質(zhì)節(jié)點(diǎn)。這些為常見情況提供了一套全面的模板，使您能夠快速建立設(shè)置的外觀。

但是，與動(dòng)態(tài)效果一樣，在生產(chǎn)環(huán)境中，外觀開發(fā)，照明和渲染都有可能由不同的團(tuán)隊(duì)成員（可能使用不同的渲染器）來(lái)處理。

在這種情況下，您可以使用xgen的實(shí)用程序節(jié)點(diǎn)來(lái)繪制UV表面，以將任何材質(zhì)或坡道甚至整個(gè)著色網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到新郎。這使您可以獲得更復(fù)雜的外觀。您可以使用很多節(jié)點(diǎn)，但是這里最有用的節(jié)點(diǎn)是xgen_ptex_lookup。

xgen使用的典型Ptex紋理文件。Ptex文件沒有失真，但不是人類可讀的文件，因此也可以用其他格式歸檔地圖，特別是如果需要在Photoshop中編輯它們時(shí)。

8.以標(biāo)準(zhǔn)格式和Ptex保存紋理貼圖

xgen中的基礎(chǔ)地圖查找基于Ptex（迪士尼開發(fā)的一種紋理格式）。與典型的UV映射相比，Ptex具有很多優(yōu)勢(shì)。主要的一點(diǎn)是它沒有扭曲，因?yàn)槊總€(gè)多邊形的面都被一個(gè)一個(gè)地投影，并映射到一個(gè)紋理文件中。

缺點(diǎn)是PTex紋理依賴于拓?fù)?。甚至更改網(wǎng)格的單個(gè)面，您可能都需要繼續(xù)進(jìn)行轉(zhuǎn)移。如果您有很多駕駛設(shè)備的地圖，這可能會(huì)很痛苦。

在Maya中，繪制地圖時(shí)，實(shí)際上是在經(jīng)典UV集上使用Maya自己的3D繪制工具。按下“保存”按鈕時(shí)，Maya會(huì)自動(dòng)將地圖轉(zhuǎn)換為Ptex格式。確保仔細(xì)保存和存檔原始非Ptex貼圖。當(dāng)您需要轉(zhuǎn)移新郎時(shí)，這些可以變成救生員。

要考慮的另一件事是Ptex貼圖是人類可讀的，因?yàn)榧y理貼片是隨機(jī)排列的，沒有任何空間參考實(shí)際的幾何形狀。如果您需要在外部應(yīng)用程序（例如Photoshop）中編輯地圖，則將它們以Ptex之前的格式存檔就變得更加重要。

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通過(guò)xgen歸檔實(shí)例化的一組樹。您可以將場(chǎng)景文件中的標(biāo)準(zhǔn)Maya幾何體導(dǎo)出為xgen存檔幾何體，從而可以修改基礎(chǔ)網(wǎng)格并重新導(dǎo)出它以在實(shí)例之間創(chuàng)建變化。

9.充分利用檔案

xgen中的幾何實(shí)例化是通過(guò)檔案實(shí)現(xiàn)的。這些是存儲(chǔ)單個(gè)實(shí)例的幾何圖形的文件。然后，可以像xgen自己的圖元一樣重復(fù)放置幾何圖形。

例如，當(dāng)您想在森林中的角色或樹木上創(chuàng)建比例時(shí)，這很有用，因?yàn)槟恍鑼缀螆D形存儲(chǔ)在內(nèi)存中一次，就可以創(chuàng)建和處理極其密集的資產(chǎn)。

與原語(yǔ)一樣，您可以使用參考線，映射或表達(dá)式來(lái)控制實(shí)例之間的變化。同樣，我希望盡可能保留程序性。獲得良好的整體外觀，然后逐步添加細(xì)節(jié)-例如，使用xgen的“創(chuàng)建MEL文件”選項(xiàng)修改并重新導(dǎo)出實(shí)例。

您可能還需要為幾何圖形設(shè)置動(dòng)畫：例如，將風(fēng)循環(huán)添加到樹上。xgen可以用作基本的音序器，通過(guò)表達(dá)式來(lái)補(bǔ)償動(dòng)畫。使用$ frame變量，天空就是極限。

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完整的xgen頭發(fā)系統(tǒng)。在建造用于生產(chǎn)的資產(chǎn)時(shí)，請(qǐng)始終留出余地，以便每次拍攝時(shí)都能精確地?cái)[出極端姿勢(shì)和模擬錯(cuò)誤-如有必要，可以使用蠻力。

10.為最終變化建立呼吸空間

使用動(dòng)畫資產(chǎn)的表面時(shí)，您同時(shí)要進(jìn)行建模和裝配。建立靜態(tài)角色時(shí)，您需要在一系列動(dòng)畫姿勢(shì)中預(yù)測(cè)實(shí)例的行為。

實(shí)際上，您的裝備無(wú)法承受角色執(zhí)行的全部動(dòng)作的情況非常罕見，這意味著您需要在每次拍攝的基礎(chǔ)上應(yīng)用修復(fù)程序。您必須有一種策略來(lái)合并這些修補(bǔ)程序。您需要為最終修飾留出一些“呼吸空間”。

這是我相對(duì)于非程序性程序更喜歡程序性設(shè)置的主要原因：在這一階段，您幾乎被迫使用非程序性技術(shù)來(lái)理清不需要的結(jié)果，并且您不希望這些修補(bǔ)程序產(chǎn)生影響。在效果上。構(gòu)造初始鉆機(jī)的最佳方法因項(xiàng)目而異，但是普遍需要開放以適應(yīng)變化。