Singularity 的製作經驗：Blender Studio 的繪畫風短片（BCON26）（第 3/4 段） ☕ Buy me a coffee

🧑‍🏫 這段是 Blender Studio 分享短片《Singularity》的製作經驗。前半講他們怎麼用程序化方式處理大量眼睛、觸手、背景生物和特效，後半由 rigger 講 Critter 的大眼皮和軟 Q 四肢怎麼綁骨。重點不在炫技，而在怎麼省下重複的手工，又不讓藝術家失去控制。

• 26:21 程序化是反覆嘗試的過程，要先想清楚哪些東西適合用程序化做、哪些不適合
  ↳ 程序化（procedural，用規則和參數讓電腦自動產生內容）要邊做邊試。動手前先判斷哪些交給規則跑划算，哪些還是手做比較好。
• 26:21 角色身上會飄動的部位本來就是程序化建模，所以直接對組成它的參數做動畫就好。如果是手工建模，就很難再改回基本形狀、修改動畫
  ↳ 這些飄動部位本來就是用參數產生的，想讓它動，直接改參數做動畫就好。手工捏的模型沒有這些參數，想改形狀或動作就很難回頭。
• 26:55 角色有很多眼睛，逐顆手動做動畫太麻煩。做法是用 geometry nodes 快取單一顆眼睛，在角色周圍大量 instancing，並錯開時間
  ↳ 眼睛太多，不可能逐顆做。先用 geometry nodes（用節點組合來產生、改動模型的工具）存好一顆會動的眼睛，再用 instancing（大量複製同一份資料）擺滿角色周圍，並錯開時間。
• 26:55 觸手用程序化方式加一點次要動態（secondary motion），疊在動畫師原本要表現的動作上
  ↳ 動畫師先做好觸手的主要動作，程序化再自動加上 secondary motion（次要動態，也就是主動作帶出的跟隨晃動），疊在原本的動作上。
• 27:28 這類觸手共有六條，每個鏡頭都手動處理很繁瑣，程序化讓它可以做出「禮貌揮手」這類動作
  ↳ 這種觸手有六條，每個鏡頭都手調會非常累。交給程序化之後，連「禮貌揮手」這種細膩的小動作也做得出來。
• 27:28 背景生物依重要程度分層。第一層是主要角色，由動畫師手動製作動畫
  ↳ 背景生物依重要性分層，花的力氣不同。最重要的第一層是主要角色，照傳統方式由動畫師親手做動畫。
• 27:28 第二層是「沿曲線移動的生物」，動畫師只要操作曲線、讓生物沿曲線動，比手動做游泳循環（swim cycle）容易許多
  ↳ 第二層生物只要沿一條曲線走。動畫師拉曲線決定路徑就好，比起替每隻做 swim cycle（可重複循環播放的游泳動作）省事很多。
• 28:02 第三層是遠景的群體（swarms），群體之間在視覺上也必須彼此協調
  ↳ 最遠的第三層是成群的生物（swarms）。雖然只是背景，群與群之間的樣子和動向也要搭得起來，畫面才協調。
• 28:02 這種做法模糊了動畫、特效、shading 的界線，但這些分類最後不重要，能用就好。程序化工作流程可以用在 pipeline 的任何環節
  ↳ 這樣做下來，很難分清楚是動畫、特效還是 shading（設定表面材質與光感）。講者認為分類不重要，有用就好。程序化可以放進 pipeline（整條製作流程）的任何一站。
• 28:02 為了在視覺上表達不同細節層級的生物是同一種東西，在牠們身後加上能量拖尾（trails）
  ↳ 近處精細、遠處簡化的生物長得不太一樣，觀眾可能以為是不同東西。在牠們身後都加上同樣的能量拖尾，一看就知道是同一種生物。
• 28:36 拖尾是很晚才加入的，當時大部分動畫已經完成。做法是建立一個全域的程序化設定，自動套用到所有鏡頭，只要跑模擬就會生效
  ↳ 拖尾是動畫大多做完之後才決定加的。他們做了一套全域通用的程序化設定，所有鏡頭自動套用，只要重跑模擬就會出現。
• 28:36 觸手能量效果的做法是一直疊不同的圖層，直到好看為止
  ↳ 觸手的能量效果沒有固定公式，就是一層一層往上疊，邊看邊加，直到畫面好看為止。
• 29:11 疊加的圖層包括氣體層、條紋（streaks）、一點仙塵（fairy dust）、閃電（講者說閃電也許少一點），最後再做修飾
  ↳ 疊上去的有：氣體層、條紋（streaks）、一點閃亮的仙塵、閃電（講者說閃電或許該少一點），最後再整體修飾。
• 29:11 星星被黑洞吸入的鏡頭：星星原本就是程序化散佈的，所以只要把筆觸往黑洞方向拉長即可，相對簡單
  ↳ 星星本來就是用程序化撒上去的，所以要做被黑洞吸入的效果，只要把每顆星的筆觸往黑洞方向拉長，相對簡單。
• 29:43 可以把 Python script 掛在任何 data block 上，只要檔案裡有這個 data block 並啟用 register，程式碼就會自動執行
  ↳ Blender 裡物件、材質、文字等資料單位叫 data block。Python 程式可以掛在上面，只要檔案裡有它、又啟用 register（註冊），程式就會自動執行。
• 29:43 他們用這招替拖尾做使用者介面，任何用到拖尾的鏡頭都會自動出現這個介面，不必另外寫 add-on
  ↳ 他們用這招替拖尾做操作介面。哪個鏡頭用到拖尾，介面就自動出現，不必另外寫 add-on（要各自安裝的外掛）。
• 30:14 程序化可以用在任何地方，但有它適合的位置，不該到處都用，因為有時候不合理
  ↳ 程序化什麼都能做，不代表什麼都該用它。有些地方硬用規則反而不合理，要挑適合的位置。
• 30:14 程序化最好的用法不是奪走藝術家的控制權，而是強化藝術家的能力
  ↳ 好的程序化不是讓電腦搶走藝術家的決定權，而是幫藝術家做到原本做不到或做起來太累的事。
• 30:44 Rigger Demeter 接著上台，負責角色 rigging。他的內容比較技術性
  ↳ 接著換負責 rigging（替角色裝骨架和控制器，讓動畫師能擺動作）的 Demeter 上台，他的內容比較技術性。
• 31:18 Critter 像軟糖熊，身體會 squishy。團隊曾討論他的 resting pose 脖子該是直的還是往前看
  ↳ Critter 像軟糖熊，身體軟軟的會擠壓。團隊討論過牠的 resting pose（沒擺動作時的基本姿勢）裡，脖子該是直的還是往前看。
• 31:18 Critter 沒有 IK 四肢，而是直的四肢。聽起來應該比較簡單，講者說其實不見得
  ↳ Critter 的四肢沒有 IK（拉動手腳末端、關節就自動跟著彎的設定），而是直直一段。聽起來比較好做，講者說其實不一定。
• 31:49 這段主要談 Critter 的大眼皮，講者認為這麼大的眼皮在角色上很少見。拓撲與 mesh 的選擇已由 Julien 講過
  ↳ 這段重點是 Critter 超大的眼皮，大到在角色身上很少見。眼皮 mesh（點線面組成的模型表面）為何這樣布線（topology），前面 Julien 已經講過。
• 32:19 眼皮的 mesh 是乾淨平滑的曲線，骨骼也排成平滑曲線，但閉眼後隱藏骨骼，眼皮卻出現明顯的折角（kink）
  ↳ 眼皮的網格是平滑弧線，控制它的骨頭也排成平滑弧線。但眼睛閉起來、把骨頭藏起來看時，眼皮上卻出現一個明顯的折角（kink）。
• 32:49 核心觀念：用一條平滑曲線去變形另一條平滑曲線，並不保證結果仍是平滑曲線
  ↳ 核心觀念：用一條順的曲線去帶動另一條順的曲線，結果不一定還是順的。兩條各自都漂亮，組合起來仍可能出問題。
• 33:21 問題根源：在 resting pose 中，mesh 曲線和骨骼曲線沒有完全對齊，所以把骨骼拉直時，mesh 不會跟著變直
  ↳ 問題出在基本姿勢：網格弧線和骨頭弧線本來就沒完全重合。所以骨頭被拉直時，網格不會跟著一起變直。
• 33:21 解法是讓頂點與骨骼完全對齊。骨骼只有三根，無法精確控制，但 mesh 可以精確控制
  ↳ 解法是讓網格頂點和骨頭完全對齊。骨頭只有三根，能調的地方很少；網格上每個點卻都能精確移動，所以改網格去配合骨頭。
• 33:54 用目測對齊已經足夠用於製作，但仍不完美
  ↳ 用肉眼大致對齊，其實已經夠拿去做成品，只是仔細看還不算完美。
• 34:24 要完美對齊，就把頂點精確 snap 到骨骼曲率上：建立骨骼、用 cursor snapping、大量按 Shift+S，對整條曲線逐一處理（縮時影片約 40 秒）
  ↳ 要完美對齊，就把每個頂點精準貼（snap）到骨頭弧線上：搭配 3D 游標反覆按 Shift+S 貼齊，整條弧線逐點處理，縮時影片也要約 40 秒。
• 34:56 這樣做出的 shape key 能讓 mesh 與骨骼完美對齊，結果看起來乾淨、專業
  ↳ 做好後存成 shape key（事先存好的一組變形形狀，可調強弱套用），網格就和骨頭完美貼合，閉眼效果乾淨又專業。
• 35:29 這個 shape key 會改動 mesh 幾何，不應該出現在 rest pose，所以用 drivers 控制，只在眼皮真的閉上時才生效
  ↳ 這個 shape key 改了網格形狀，不該在基本姿勢出現。所以用 driver（讓一個數值自動帶動另一個數值）綁住它，眼皮真的閉上時才生效。
• 35:29 另外用 shrinkwrap constraint 讓骨骼保持在眼球表面上，講者認為對這麼大的眼球是好主意
  ↳ 再加上 shrinkwrap constraint（讓物件吸附在另一物件表面的限制），讓眼皮骨頭始終貼著眼球表面走。眼球這麼大，講者覺得這招很合適。
• 35:29 shrinkwrap constraint 的缺點是會緊黏在 mesh 上，某些情況會受限，但在他們的案例中可以接受
  ↳ 缺點是它會死黏著網格表面，有些情況會綁手綁腳。不過在他們的案例裡，這點限制可以接受。
• 36:01 建議沒試過用 geometry nodes 做變形的 rigger，先搞懂 Raycast node，用它自製類似 shrinkwrap 的 modifier
  ↳ 講者建議還沒用 geometry nodes 做過變形的人，先學 Raycast 節點（從點射出直線，看打到哪裡），用它自製類似 shrinkwrap 的 modifier（疊加在物件上的處理效果）。
• 36:01 他們的實際用法：骨骼只能線性移動眼皮，但眼睛是球形，所以用 Raycast 把眼皮重新推回眼球表面
  ↳ 骨頭只能把眼皮直直地推，眼球卻是圓的，兩者容易不貼合。他們用 Raycast 把眼皮重新推回球面上。
• 36:32 Raycast 效果同樣用 driver 控制。講者身為 rigger 的原則是：除非刻意為之，否則不該影響 rest pose
  ↳ Raycast 效果同樣用 driver 控制。講者身為 rigger 的原則是：除非刻意為之，任何設定都不該改動角色的基本姿勢。
• 36:32 Critter 的四肢設定讓動畫師能控制末端並隨意拖動，同時帶有擠壓變形
  ↳ Critter 的四肢讓動畫師抓住末端就能隨意拖動，同時會跟著產生擠壓變形，保有軟糖般的彈性。
• 37:04 四肢結構：兩根 bendy bone 實際變形 mesh，另有一根較長、不參與變形的 bendy bone，作為兩根變形骨之間中段控制器的 parent
  ↳ 每條四肢有兩根 bendy bone（能沿長度彎成弧形的骨頭）帶動網格。另有一根較長、不帶網格的 bendy bone，當中段控制器的 parent（上層，下層會跟著它動）。
• 37:04 長 bendy bone 彎曲時會給中段控制器一個初始弧度，動畫師仍可再操作中段控制器，替四肢中央加上額外動畫
  ↳ 長骨一彎，中段控制器就先被帶出一個弧度。動畫師還能再抓中段控制器，替四肢中間加上額外的動作。
• 37:39 實作方式是用 Armature constraint，它能讓骨骼跟隨其他骨骼的 bendy bone 曲率
  ↳ 這是靠 Armature constraint 做到的，它能讓一根骨頭跟著另一根 bendy bone 的彎曲弧度走。
• 37:39 CloudRig 是講者自己的 rigging 工具，這種「兩層 bendy bones」功能已實作在 CloudRig 裡
  ↳ CloudRig 是講者自己開發的 rigging 工具，上面這種「兩層 bendy bones」的做法已經內建在裡面。
• 38:15 CloudRig 是 component-based 的 rig 生成系統。流程：擠出一串骨骼、在啟用 add-on 的狀態下勾選 CloudRig 核取方塊、指定元件類型 chain layered
  ↳ CloudRig 用「元件」組裝 rig：拉出一串骨頭，在啟用這個 add-on 的狀態下勾選 CloudRig，元件類型選 chain layered，就能自動生成。
• 38:15 chain layered 的內容：一條負責變形的 bendy bone 鏈，加上一根橫跨整條鏈的 bendy bone 作為這些控制器的 parent
  ↳ chain layered 會產生一串負責帶動網格的 bendy bone，再加上一根從頭橫跨到尾的 bendy bone，當作這串控制器的上層。
• 38:50 有了 CloudRig，只需很有限的 rigging 知識就能輕鬆建出這種設定，適合像 Critter 這樣擁有軟糖般四肢的角色
  ↳ 有了 CloudRig，不太懂 rigging 也能輕鬆做出這套設定，很適合 Critter 這種四肢軟 Q 像軟糖的角色。
• 38:50 接著介紹巨型水母角色，牠有各種不同類型的觸手。較小的觸手用 curves 來變形，另外還搭配其他手法
  ↳ 接著談巨型水母，牠有好幾種不同的觸手。比較小的觸手用 curves（曲線物件）帶動變形，另外還搭配了其他做法。
• 39:20 動畫師也想控制觸手，他們喜歡 spline IK 這種設定
  ↳ 動畫師也想親手控制觸手，他們喜歡 spline IK（讓一串骨頭沿著曲線排列）這種設定，拉動曲線就能帶動整條觸手。

Demeter 要讓 Critter 眼皮的頂點「完美」貼齊骨骼曲率時，用的是哪種方法？