July.21, 2022

Development Updates丨新功能

PROJECT-IN丨硬核计划

Blender 3.3 LTS即将发布，适用于毛发梳理的新曲线系统也将随之推出。

本文介绍了新系统的主要设计理念，发布后可实现的初始成果和未来开发规划。

曲线对象

#Curves Object

新系统基于曲线对象设计，处理毛发前首先需要一个表面，即用于变形和在其曲面上添加新曲线的网格。

曲面对象开启后，转至“添加”菜单，点击曲线→空毛发，创建新曲面对象，并自动设置如下内容：

· 将活动网格对象设置为曲面

· 将新曲线对象设置为曲面父对象

· 使用曲面节点设置变形曲线

“添加”菜单，添加→曲线菜单

该功能支持创作者为毛发添加新曲线对象，并添加和梳理其曲线。动画制作时，如果曲面已设置成动画模式，则曲线会自动变形。若需要更复杂的设置，可调整初始节点组。

在大纲视窗中，可以对多个曲线对象进行分组、隐藏/取消隐藏，并具有基本分层系统。

新曲线对象会逐渐取代旧版本，但旧曲线对象仍可用于基础的贝塞尔曲线、Nurbs曲线和路径曲线。

球形刷

#Spherical Brush

2020年，在几何节点项目研发阶段，当被问及现有粒子系统和最期待的项目时，Blender工作室创作者Andy Goralczyk提到了成套修整工具（Dressing Tools）。这是几何体节点项目的初始构想，因为此，才能实现今天我们所使用的粒子项目。

Andy的用户故事

由于毛发粒子系统是创作者们经常用于装扮对象的方式，因此被问及毛发梳理时，Andy说，除了现有功能，他还特别关注画笔。笔刷仅允许投影模式，即2D笔刷，这会导致不自然的效果和发梳扭曲。

因此，在开发新工具时，Blender团队优先考虑到了这一点。新的3D笔刷以更靠近光标的曲线来计算空间中的位置，从而将其效果应用为球体。

不同工作流

#Different Workflows

数字毛发创建有两个主要工作流：程序性和破坏性。破坏性工作流非常适合制作英雄角色，而程序工作流则胜在其呈现效果上——制作者能以更具扩展性的方式复制和调整发型。

破坏性工作流的重点是提供能让创作者手动实现视觉效果的工具。如有需要，你可以手动一根接一根地处理毛发。为此，我们需要梳子、捏、吹、收缩、滑动等工具。

另一方面，程序工作流基于参数（例如凝结度、长度、密度、扭结、粗糙度和扭曲）创建和塑造毛发。

破坏性工作流

#The Project

创作者们编辑毛发时，最重要的是能够选择画笔、毛发，然后按自己想要方式梳理。破坏性工作流提供了一种能直接操作主题的方式，因此，你无需花时间摆弄毛发扭结和抽象参数，这也是毛发项目最初的重点。该系统能够支持至少120000根毛发同时编辑，能够添加和删除毛发，并做不同方式改变。可用初始工具集为：

添加/梳理/删除密度/增长/收缩/拧/膨胀/滑动/平整/蛇形钩

此外，还有一些选择工具，如选择绘制笔刷和不同选择操作符，支持用户在毛发局部创作，从而获得更多控制，还能添加快速随机变化。

接下来计划开发的工具有：切割、平滑分布、平滑长度、平滑选择。

毛发曲线-用于测试和开发梳理工具的制作项目——Project Heist

程序化工作流

#Procedural Workflow

几何节点项目显示了Blender工作流中程序工作流的潜力。现在，修改器与粒度用户控制下的几何体节点相结合，破坏性建模在原有基础上成效倍增。

新曲线对象也具有相同优点。假设毛发只是曲线，而曲线编辑早已能通过几何体节点实现，那么做毛发处理最开始就是可行的。

仍需关注毛发用例的曲线节点，例如：子集插值（Children Interpolation）、毛发分割、复杂发型和非直发类型。

通过破坏性工具产生的所有效果也应该能通过节点实现，从而实现完全程序化的管道，或具有通过节点增强的导向毛发的混合管道。

目前，节点系统可能存在通用曲线效应。团队通过Project Heist项目添加杂乱毛发，来对上述功能进行测试。制作时，毛发对象使用的是和主对象相同的曲线数据块，不同之处在于，顶部添加了用以增加随机性和体积的几何体节点修改器。

程序化破坏性工具

#Procedural Destructive Tools

在毛发系统开发早期，Andy与Simon Thommes合作创建了几个可以添加一次性效果的“一次性”几何节点，这也是Project Heist项目破坏性梳理的一部分。

Andy在现有工具基础上添加了新的几何体节点修改器，调整参数后投入使用，具体支持以下效果：噪声、密度调整、随机删除、毛发重采样、厚度和随机长度。

几何体节点

新几何体节点修改器的其中一些效果得到了广泛使用（如：重新采样），但其他效果只有通过对象外观才能看到（如：定义头发曲线轮廓的头发厚度）。

新修改器的这些工具既能用于项目制作，也有助于开发过程。以现在的笔刷为例，创作者测试功能和开发人员原始功能之间，即便是做一些微调都会耗时耗力。最终调整结束后，笔刷的核心部分都相当小。

为了尽可能地利用创作者们投入的心血，并为他们提供工具来创建管道特定效果，开发者迸发出新的灵感…

1.基于几何体节点的曲线雕刻笔刷

2.基于几何体节点的曲线操作符

【（图片白板上的内容：基于节点的曲线（毛发）雕刻笔刷！

-如果数学是画笔的最小部分，为什么不让它们由用户定义呢？

此外：-可以获取几何体节点并使用其参数运行一次的“工具”

加上：您可以“固定”此笔刷以制作用户定义的工具（运算符）】

基于节点的曲线雕刻笔刷和操作符

这也有利于网格建模以及建立新工具原型。关于如何将特定于操作员的输入和输出（例如选择和错误消息）集成到节点，以及如何将笔刷引擎和操作员逻辑之间进行分离，没有最终设计。

不过，该设计应该与资源浏览器系统集成，像常规笔刷一样作为预设计的一部分。

下一步开发规划

#Next Step

新曲线系统现已正式投入使用，但仍处于初级阶段，开发团队目前正致力于系统升级优化，以支持SIGGRAPH 2022演示。目前，新系统涵盖基于节点的操作符，用于切割、平滑毛发的新工具和填充操作符。

下一步，新系统将支持更多特定于毛发的几何体节点，以用于无损管道。最后是替换旧曲线系统，适应新曲线对象的编辑模式。项目进展到这一阶段时，团队将公布特别工作组求助电话，帮助更多创作者适应新系统。

一起来体验吧!

#Try It Out

要测试新系统，请下载Blender 3.3的每日版本，记得查看说明书以了解系统当前限制哦！如果发现Bug，请反馈给开发团队。

新毛发系统研讨会，2022年6月。Dalai Felinto，Hans Goudey，Jacques Lucke，Simon Thommes，摄像：Andy Goralczyk.

Editor VKazma

Translator LitieZZ