「项目背景」

Autodesk Maya是三维动画制作领域的旗舰软件，尤其是在角色动画方面，它一直是行业标杆。多年来我们不断针对建模、绑定和动画流程推出新的、改进的工具方案，但通过Maya Ideas论坛和对大小工作室客户的走访中我们发现，有一个领域被我们忽视了，那就是角色毛发制作。

就拿电视动画来说，前几年你还可以看到人物角色的头发还是用体块和面片来替代的，动物角色的毛发是通过贴图效果来表现的。可如今，模型、材质和灯光的效果越来越真实，动画创作者们越发地希望人物角色能拥有一头“海飞丝”般的秀发，动画角色也能一身“毛茸茸”。电视动画尚且如此，更别提电影等更高质量的要求了。

但摆在制作者们面前的是，Maya中制作毛发的工具还停留在通过表面贴图采样，属性控制来制作毛发的阶段，效率低下，可控性也不高。效率的低下提高了制作成本，缺乏可控性也逐渐成为制约艺术效果提高的一个瓶颈。

那制作者们到底需要一款怎样的毛发制作工具呢？

「需求梳理」

通过对客户流程的观察研究，我们梳理出制作者的需求主要有两方面：

一方面，制作者需要高度的可控性，包括毛发的长短、走向和曲率等都要灵活可控。发型和毛皮对于一个角色的气质和性格表达起着至关重要的作用，所以在电影和动画制作过程中，导演或艺术指导都会对制作者提出非常高的要求；对于制作者来说，他们经常会被要求特别修改某一缕，甚至是某几根头发。如果制作工具不能提供这样的控制，那就会让制作者很“抓狂”了。

另外，电影和动画并非只有一个静态画面，角色们需要在不同的场景里经历不同的故事情节。这就要求制作者根据故事的发展推进，制作出各种不同的变化，比如受伤或者淋湿等。如果毛发效果一旦制作好就不太容易改了，那对于艺术创作又将是一次“打击”。

另一方面，制作者又希望制作工具本身能够提供大量的效果。因为毛发制作的量级非常大，比如一个人物角色大概有十万根左右的头发，如果是一个动物角色，它的全身可能会有百万级甚至千万级的毛发。如此数量级的毛发，不可能全部通过手动完成。另外毛发的自然特征其实很多，要得到真实的效果，你需要处理各种紊乱和成簇的效果，每一次都重建也会带来巨大的时间浪费。

所以一款理想的毛发制作工具，既要有整体控制的能力，工具自身能够提供大部分程序化的效果，同时又能给制作者自由控制的能力，甚至小到每一根头发丝，你想调哪一根就调哪一根，你想怎么调就怎么调。

「竞品分析」

除了Maya自带的毛发模块之外，市面上也有一些毛发解决方案以插件的形式供制作者选择：

Shave & Haircut:

因制作电影《金刚》而出名，但是其本身还是基于属性控制的方式。可以创建引导线，但只能基于表面顶点创建，限制较多。有梳理工具但功能较少。

Peregrine Labs Yeti：

一款基于节点式操作的毛发制作插件，优点是节点连接灵活，但优点一定程度上也是不足，就是节点架构对一般艺术家不够友好，学习成本相对较高。

还有一点，这些插件都是收费的，而且不便宜，对制作者来说也是一种额外的成本增加。

「产品设计」

最终，我们把用户的两大需求分成了两大模块：自由造型模块和程序化效果模块，通过图层的方式整合在了一起。

让我们通过一个演示视频来直观地感受一下新工具的制作流程：

https://www.bilibili.com/video/BV15t4y117FN/

简要地概括一下：

1. 我们通过openCL调用GPU来对毛发处理进行加速，使从百万根毛发中选取一根进行单独造型的需求变为可能；

2. 交互式的修饰工具模拟生活中的理发过程，制作者能够很快的上手而无需大量时间的培训。具体的修饰工具可以参看：

http://help.autodesk.com/view/MAYAUL/2019/CHS/?guid=GUID-A00D16BD-9ECC-4C63-BAB5-B0278BF596BB

3. 程序化修改器，如紊乱，成簇等，简单添加几个就能创建出较为真实的效果。高级用户也可以调节参数得到更多的控制。具体的程序化修改器可以参看：

http://help.autodesk.com/view/MAYAUL/2019/CHS/?guid=GUID-47E4B5C8-57AE-461F-881F-54F713E8C99D

4. 图层化的结构类似Photoshop，对于大部分制作者来说已经很熟悉了。它带来的好处有很多，比如非破坏性的编辑，不同的图层组合方式能带来不同的效果等等，相信用过PS的都会有所体会。

另外还有几个设计点值得一提：

创建面板采用了向导的形式，对于第一次使用的用户可以很快地找到基本使用方法，而非一定要求助帮助文档。

我们提供了预设资产库，对于一些典型的毛发样式可以一键生成。用户也可以将自己创建的毛发样式保存成预设资产，这样就可以避免不必要的重复劳动，大大提高制作效率。

对于制作中使用频率最高的交互式修饰工具，我们提供了多种调用方式，比如工具架、菜单、标记菜单和快捷键等，目的是能适应不同习惯的用户，在各种使用场景下都能最快地被调用。

「开发进度管理」

这个项目设计开发的内容还是比较多的，考虑到Maya的发布周期是每年都要发布一个版本，而我们又希望这一工具能够尽早地给到用户手中进行测试和使用，所以如何安排功能的开发顺序也是一个关键。

我们在2017版本中发布了整体的框架功能，在后续的版本中不断丰富交互修饰工具和修改器的数量和功能。

「用户体验设计验证」

现在，我们每天都可以看到越来越多的制作们使用Maya的毛发工具来创作他们的角色，以下是Artstation网站上用户作品的一部分：

另外值得一提的是，前面提到的竞品中的Shave&Haircut插件，在2019年被Epic收购并由收费改为了免费下载，其开发也基本处于停滞状态。

本篇主要介绍Maya 交互式毛发制作工具的设计过程，对于更多专业性的细节就不作深入地展开了。

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