全面解析CGI，这些CG基础知识是影响你突破的原因之一

前言

全面解析CGI（Computer-generated imagery），梳理CG中模型、材质、灯光、后期四大因素，正确规划CG初学者的前进方向。（适用于三维领域，不受软件限制）

CGI Render的秘密

1、概念明晰

CGI，电脑生成动画（Computer-generated imagery），被广泛运用于电影、电视、视频游戏、互动多媒体等领域的计算机图像技术。世界上第一部完全的CGI动画电影是1995年由皮克斯出品的《玩具总动员》。

Photorealism，写实图像。CG艺术是基于现实创作的，写实图像应该是所有CG Artists的首要目标。

写实图像的重要商业意义：降低成本，打造更加具有视觉冲击力的视觉效果。宜家70%以上的场景图是在电脑中建模渲染完成的，并且CGI的应用呈逐年上升的趋势。

那么，如何实现提升三维图像的真实感呢？这就必须从三维中的四个重要因素出发：模型、材质、灯光与后期。

这四大因素就如同房子中的砖石，它们共同构建了完整的三维图像。其中，灯光与材质是CG中占比最大的因素，他们对CG创作的影响最大，是最为关键的因素，直接影响了最终的输出质量。当然这并不是说建模不重要，模型是CG创作的基础，而后期则相当于为其添砖加瓦!

下面就将从这四个方面，指导提升你的CGI技术！

2、模型MODELING

模型是基础，下面四个方法将帮助你提升你的写实技术。

（1）采用真实世界的物体比例。通常来说，由于透视的存在，眼睛往往不能很好的帮助我们确定物体的实际尺寸，因此我们就需要测量出真实的物体比例来帮助我们构建模型。

（2）模型倒角。现实世界中不存在完全呈90度的边缘角，即使是锋利的刀片在微观下也存在倒角。然而在三维软件中，这很容易被创造，因此我们就需要改变这一情况，为其添加倒角。

（3）使用参考。以C4D为例，C4D并不是标准意义上的参数化建模工具，所以你经常可以看到在建模过程中在背景中插入参考图。以便于我们确定模型的比例。

（4）熟悉人体解剖学。这属于比较硬核的技巧了，适合人物建模的玩家。

总结：（1）采用真实世界的物体比例；（2）为模型添加倒角；（3）使用参考图；（4）熟悉人体解剖学。

3、材质MATERIALS

材质是难点，细节很重要！

（1）使用基于物理渲染的渲染器。物理渲染的渲染器，其渲染规则往往更加符合图像对现实的模拟。常用的物理渲染器有Octane Render\Arnold\Maxwell等。

（2）使用PBR材质。PBR（基于物理的渲染过程。PBR是一种着色和渲染技术，用于更精确的描述光如何与物体表面互动。）

PBR有两种工作流，一种是基于金属的，一种是基于镜面反射的。

目前我们最为熟知的PBR贴图就是大名鼎鼎的Poliigon贴图。

制作PBR的常用软件有Substance Painter。

（3）添加材质表面细节。现实生活中不存在，百分百光滑的物体表面，上面往往有各种划痕，因此在软件中，我们就需要用划痕贴图来对其进行模拟。

总结：（1）使用基于物理渲染的渲染器；使用PBR材质；（3）添加材质表面细节。

4、灯光LIGHTING

有了光，才有了一切！

（1）使用现实世界的光照方向。在现实世界中，灯光的照射并不是平行于物体的，光线的传播经历了各种折射、反射、漫反射等过程，再最终被我们的视觉细胞捕获。而在三维软件中，可以轻松控制灯光的照明，因此我们要做到将灯光角度模拟对应到现实场景。

（2）矫正色温。色温是表示光线中包含颜色成分的一个计量单位。它可以帮助我们打造场景氛围，十分重要。

色温与亮度：高色温光源照射下，如亮度不高则给人们有一种阴冷的气氛；低色温光源照射下，亮度过高会给人们有一种闷热感觉。光色的对比：在同一空间使用两种光色差很大的光源，其对比将会出现层次效果，光色对比大时，在获得亮度层次的同时，又可获得光色的层次。

不同的光源通常有不同的色温。

（3）环境反射。添加环境反射，目前常使用的方法是使用高动态范围图像(High-Dynamic Range，简称HDR)作为灯光来源之一。它能为场景提供更多的细节。

无环境反射

添加HDR贴图

总结：（1）使用现实世界的光照方向；（2）矫正色温；（3）不要忽视环境反射。

5、后期POST

一个摄影师的好坏与会不会三维软件没有丝毫关系，但是一个好的CG Artists必然是一个好的摄影师！在三维软件中，你将不再受到镜头等硬件的限制，将可以随心所欲的使用各种摄像机！

（1）添加炫光。因为现实世界中，由于空气中胶粒的存在，所以出现丁达尔效应。在三维软件中，我们不能将其忽视。

（2）添加运动模糊。增加画面动感。

（3）添加景深。

（4）制造色差。模拟现实。

（5）修正桶形畸变。常见于广角镜头中，需要修正。

总结：（1）添加炫光；（2）添加运动模糊；（3）添加景深；（4）制造色差；（5）修正桶形畸变。

6、感谢THANKS

如果你认为这篇文章帮助了你，希望你也能转发帮助更多在CG路上前进的人！

最后，以最真挚的感谢所有为中国CG行业的前进做出贡献的人们！

（封面个人新作《CUBE》中的镜头）

参考资料

1.PBR基础干货知识总结https://blog.csdn.net/WangHaoDiablo/article/details/71438640

2.什么是写实渲染https://www.youtube.com/watch?time_continue=1&v=R1-Ef54uTeU

3.百度百科https://baike.baidu.com

个人v公众号（素材库）C4DMasterRoad