风格化三管霰弹枪道具制作：3ds Max 与 ZBrush 硬表面工作流
简介
大家好，我叫 Konstantin Gvaberidze，是一位来自格鲁吉亚的 3D 角色与道具艺术家。
我钻研这门艺术形式至今大约五年了，目前正在行业内寻找令人兴奋的新机会，不断学习新事物，并努力用每一个新项目挑战自己。
目标
我和两个朋友正在制作一款小型第一人称合作冒险游戏，背景设定在格鲁吉亚山区。最初的目标是制作一把简单的双管锯短霰弹枪，作为玩家用来对抗各种不同神话生物、击退各种威胁的工具之一。
但正如你将看到的，这把武器的设计在这个过程中经历了相当大的演变。
工具
- PureRef：拼合情绪板
- 3ds Max：搭建大体块、重新拓扑、UV 展开
- ZBrush：细化粗模、雕刻高模、风格化细节处理
- Substance 3D Painter：烘焙、贴图制作
- Marmoset Toolbag：渲染
- Adobe Photoshop 和 Premiere Pro：后期处理与修改渲染图
参考收集
在与团队进一步探索和讨论之后，我们发现了这款名为 Coachgun TT（三管变体）的绝佳版本，它让我们三个人都惊叹不已。我们很喜欢这把武器的整体设计，无论是美学上，还是它在技术层面的运作方式。于是我们决定为我们的游戏重建它，但采用更风格化的形式和造型。
之后，我开始从不同角度收集更高质量的参考，以更好地理解这把枪的造型语言。尽管我知道最终成品会高度风格化，我仍然需要理解它的基本形态和功能。
我使用 PureRef 来汇总所有必要的图片。我不喜欢拥挤的情绪板，所以我总是尽量少放参考，但保持连贯，让项目目标始终清晰直接。
因为我没有一个主要的风格化参考，所以我用生成式 AI 制作了某种接近我最终想做的东西的呈现，再配合不同的参考图片，以免偏离我想要追求的风格化类型。
需要提一点的是，我努力保持清醒：生成的图片就只是生成的图片，我永远不能完全依赖它们。它们几乎从来不如原图或艺术家手绘的东西那样精确。把它当作指引或配色参考是可以的，但我总是提醒自己这一点，这反过来也迫使我在过程中加入新的想法。
粗模
在 3ds Max 中完成了一个非常简单的粗模。在这个阶段，我通常会根据参考图对基本几何体进行建模或组合，并尝试让它们在一定程度上与概念设计对齐。
我在这个阶段花费的时间最少，因为我知道大多数网格都会在 ZBrush 中被大幅修改。重点只是把大块部件拼合起来，之后我会将其作为参考基准。我甚至会省略模型中某些我觉得在 ZBrush 中能更高效完成的部分。
基本上，这个阶段就是确定场景中对象的比例和尺度。
雕刻
一旦我把这个 blockout 版本带入 ZBrush，真正有趣的部分就开始了。
首先，我把所有东西都转换成 DynaMesh，细化厚重的形体，并添加我在 3ds Max 中遗漏的较小部件（螺栓、铰链、保险锁、action release 等），更正确地对齐所有元素，修改、切割并调整主要形体，以更准确地匹配概念设计。
我发现即使是硬表面部件，用 ZBrush 的雕刻技术来做也更好，尽管有时这会变成一场真正的挣扎，我简直得和网格表面较劲才能得到正确的形状。不过，就我个人而言，这仍是最享受的过程。
我宁愿在 ZBrush 里做这些，也不愿回到 Max 做多边形建模，而且我始终可以选择用 ZModeler 来帮助处理某些形状。
一开始我有点吃力，试图找出形状和形体应该如何相互融合，同时保持功能性和连贯性。在此期间，我做了几个快速的不同版本，以更好地定义这把武器的风格愿景。
我主要使用 hPolish、TrimDynamic、TrimAdaptive、OrbFlatten_Edge 和 TrimCurve 等笔刷来打磨形体。基本上，这个阶段就是尽可能清理粗糙的 DynaMeshed 部件。
在清理的后期阶段，我会使用相当高的分辨率。如有必要，可能介于 300k 到甚至 1M 之间。
当网格有 90% 达到我满意的干净程度后，我会用默认参数执行 ClayPolish，让它更硬朗（这里可行，因为这些部件有锐利边缘），并在历史栏中保存 Morph（按住左 CTRL 并点击鼠标左键），供后续重投影使用。
我用 ZRemesher 生成新的拓扑（有时如果事先准备好了 PolyGroups，会打开 KeepGroups 选项；这有助于引导算法，得到更好的拓扑），再细分几次，直到我认为它有足够的分辨率供后续细节刻画，然后从之前保存为 Morph 目标的 DynaMeshed 版本执行 ReProject History。
这些都在同一个网格上完成，不过你可以复制物体以保证安全。
我会对每个已打磨的独立网格重复这一流程。等每个部件都完成细分、重投影和清理后，我会进行第二遍打磨。
由于 DynaMesh 让我能够细化更主要的形体，而 ZRemeshed 版本拥有更好的分辨率和细分控制，使我能更自由地强化更小的细节。这里主要使用同样的笔刷，但更精准，也更少随意。
小技巧：ZRemesher 有一个小问题，它容易在转折处、而且偏偏在你最不希望出现的位置生成星点。在高模上使用 Smooth 笔刷反而会让它们更尖、更明显。我们不能接受这种情况，但别担心！有一个非常简单的修复方法。
只需按下 SHIFT（Smooth）键，轻轻把笔按在数位板表面上，保持不动。在同时执行这两个操作时，在开始移动笔进行平滑之前，先松开 SHIFT 键，然后再移动笔。这样你得到的不再是默认的 Smooth，而是 SmoothRelax，它会立刻消除星点。
现在，取决于你操作网格的分辨率，可能看起来完全没效果，因为 SmoothRelax 在较高分辨率下需要更大的力度才能生效。
要么从笔刷库选择 StrongerSmooth 笔刷，用尽手腕能施加的全部力量；要么降到较低的细分级别，对准星点并轻轻执行这个操作。你就能把这些尖尖的、破坏你干净光亮表面的烦人星点全部清除，获得一个极其干净的网格。
高模细节刻画阶段（Detailing Pass on High-Poly）
在我准备好主要网格且一切看起来不错后，我们开始创建独特细节，以打破它们的单调统一感。我开始为模型添加磨损与破损（风格化版本）。
这个过程中我会使用图层系统，因为我后续不仅雕刻需要原始未损坏网格，之后的拓扑重建也需要，而且这样一切更有条理。如果我觉得某些部分不达标，我随时可以回到原始未受损网格，保存一个 morph target 再进行修改。
在这个阶段，我会使用各种不同笔刷，包括 Michael Vicente 的免费 ORB-Brushes Pack。当然也不能忘记 ZBrush 默认的 MorphBrush，它基本上承担了半橡皮擦的功能。
尽量专注于某一种特定材质区域。例如，我会随机选择一个金属部件，完成细节刻画阶段，然后在其他金属部件上复制相同的破损和形态。木材以及模型上的所有其他材质，我也都这样做。
下面你会看到这些具体细节是如何实现的粗略演示。显然，最终成品花费了更多时间和精力。
谈到使用对称时，这始终要视具体情况而定。你必须提前想好模型哪些部分会在 UV 图上镜像，这样就能少花时间在非必要的部分上。
对于这把霰弹枪，我知道我会镜像两根下枪管和木质部分，包括握把和前护木，因为我知道它们会在 UV 图集上占据大量空间，同时从第一人称视角看，镜像后也最不容易被注意到。
上中部枪管会遮挡住被镜像的下枪管，而木质部分通常也很容易掩饰。如果仔细观察，你显然仍能注意到重复的细节，但为了整个模型纹素密度（texel density）的整体健康，必须做出这些牺牲。
这里的关键是一致性。你可能会在某个材质区域上越做越投入，不断给它加细节，却把模型其他部分留在半完成状态。那样整体效果不会好。目标是让整把武器在细节层级上保持一致，并在风格上协调统一。
Decimation 与 Bake 设置
当我对最终 high-poly 满意后，我会在 ZBrush 中借助布尔运算（Boolean operation）进行减面并统一它们。例如，机匣部分在减面后会把所有小螺栓和扳机护圈包含进同一个网格，即使它们在雕刻时原本都是分开的。之后这些都会重新拓扑，并烘焙到单个 low-poly 网格上。
之后，我还会通过 Substance Painter 烘焙一张 ID map，这样在贴图阶段就能区分它们，避免在边界相接处手动画单独遮罩的麻烦。这会显著加快流程，而相关设置从这一阶段就开始了。
Retopology 与 UV
当每个部分都完成减面并统一后，我会把它们导入 Max，赋予一个默认灰色材质，粗糙度值约为 0.65，然后开始做 retopology。
我会导入两个版本的 high-poly：一个已经做过细节处理，另一个是干净版本。我先在干净版本上做整体 retopo，然后切换到细节版本，在必要的地方增加 breakup，处理那些细节在曲面上凸出过多或凹陷进去的地方。我这样做是因为希望它们在 Normal Map 上呈现出最佳效果。
我使用 3ds Max 内置的 Retopology 工具。使用至少 3 到 4 年后，我可以肯定地说，我不觉得需要替代工具，因为它具备我可能需要的所有功能。也许市面上还有其他花哨的工具，但对我来说，Max 的 Retopo 工具到目前为止已经足够好用。UV 编辑器也是如此。这两个流程都在 3ds Max 中完成。
low-poly 准备好后，我通常会用 Max 的 Selection 工具，通过 Ribbon 菜单检查整个网格，找出是否存在 N-gon、缺失的三角面/孔洞，或者没有连接到任何东西的失控顶点（berserking vertices）。
如果一切完好，我就开始给 high-poly 和 low-poly 重命名，按照对应关系匹配它们的名称，并添加一个简单的后缀，为烘焙做好准备。
接下来，我会展开整个网格的 UV，主要沿 80 度以上的角度切线，或者根据我认为必要的判断来切。尽量把接缝放在不太显眼的位置，并总体上让 UV shells 更便于排布（packing），同时检查 texel density 和均匀性。
之后，我会评估哪些部分在整把武器上更显眼或更不显眼，并根据这一原则增大或减小它们的 UV 占比。例如，子弹的 UV shells 会比模型其余部分略大一些，而枪管内部则明显更小。这一点连同镜像一起，是为了确保重要部分获得更高的分辨率。
这类硬表面模型通常会在硬边处或按 UV shells 进行平滑处理。但由于我们的游戏风格更偏卡通，我们计划让刚性形体上出现有机动画。
如果我在烘焙前不使用 average smoothing，法线在弯曲和拉伸时就会出问题，在 Normal Map 上显示出难看的接缝线，而这些接缝在网格静止时本来会被隐藏。
等一切设置完成并正确命名后，我会转到 Substance 3D Painter，把 high-poly 烘焙到 low-poly 上，并开始贴图。
Baking 与贴图
我会导出两个变体，均包含 high-poly 和 low-poly。
其中一个专门用于 AO 烘焙。我在这里使用 Match Always 功能；因此，对应的高模和低模网格需要被炸开（exploded）。我会把模型中（动画时会移动或旋转的）部件从原始位置稍微挪开，使它们互不影响，避免 AO 阴影到处渗色。
对于其余贴图，我会把高模和低模都替换成未拆解版本，并使用 Match by Name 功能。然后把其余贴图烘焙到模型上，再检查是否存在错误或瑕疵；如果有，就调整 Cage 的前向距离，或者改用选项中的 Automatic 功能。不过我发现这个功能在更偏有机的模型上效果更好。
至于具体贴图上的滑块调整，大多数情况下默认值就能得到令人满意的结果，但多花一点时间尝试也无妨。
一旦对烘焙结果满意，我就会调整 Substance 视口的设置。我会选择一个更灰、带有锐利高光的 HDRI。我觉得默认的 Panorama 对大多数场景来说色彩过于丰富，所以会换成 Studio Tomoco。这样可以确保模型本身不会过多受到灯光影响。
我把 FOV 从 50 改为 35/30 度，开启 TAA，并在 shader 设置中把高光质量从 Low (16 spp) 改为 Ultra (256 spp)。工作过程中我会完全关闭 AO 强度，因为它在制作过程中往往会把凹陷弄得太乱。
一切设置到位后，我开始贴图流程：先根据概念图用平涂颜色填充模型。我会分别为三大主要材质组（金属、木材和子弹）设置渐变、AO、Curvature 和 Sharpening 叠加层。之前烘焙的 ID 图在这个阶段用于设置遮罩非常有用。
一旦对整个模型的总体色彩方案满意，我就开始专注于各个材质组，并开始搭建 Fill Layers。
添加 Color Variation 贴图，用 AO 和 Curvature 生成器压暗凹陷，调整 Roughness 数值并加入 breakup，创建 Height 和 Pattern 细节并用 Blur Slope、Sharpen 等滤镜微调，添加 Dirt 和 Dust 用更暗的数值填充缝隙，借助 Curvature 图通过 Levels 滤镜让在 ZBrush 中制作的磨损更明显，等等……
另外，别忘了 Substance 和任何其他图形软件一样有混合模式，而且每种贴图类型还各自独立。尝试这些混合模式，并知道在何处使用哪一种，是巨大的优势。
有些部件只用生成器就能应付，但总会有需要拿起数位笔手动修改特定区域的时候，比如修正和调整黑色遮罩、补上缺失的细节，或在 Roughness 贴图上手动添加元素，甚至手绘颜色渐变让它们更自然。
这个阶段会有大量反复来回：不断拖动滑块、微调颜色值、更换 HDRI 并旋转它来发现瑕疵，从而得到最理想的效果。
你可以看到这些材质如何逐层搭建的详细拆解。
在这个项目中，我想做一些既不是纯风格化、也不是超写实的东西。形体更厚重，但仍在一定程度上符合真实比例。整个项目从雕刻开始到贴图结束，我都牢记这一点。
不过，如果你想要纯风格化……总的来说，必须避免我在这里做的这种微观细节。让各个网格上的 Roughness 数值更统一，并提高它们的尺度，使其更夸张、更厚重。减少它们之间的 breakup，用不同笔刷手绘颜色变化细节，并把微观高度细节保持在最低限度，使它们的过渡不那么锐利。
注意只把生成器当作基础，在其上继续搭建，手动绘制形状、挤出结构和相交处。甚至可以把 Metallic 通道整个删掉，因为它是为更写实的外观服务的。
渲染与后期处理
贴图完成后，我将其导出并回到 Max 中给模型摆姿势（在这个案例中，我做了一个枪管半开、弹壳正从里面弹出的姿势）。
然后导出这些网格，开始在 Marmoset Toolbag 中组装场景，将贴图导入 shader 并设置灯光。我不想让场景变得太复杂，尤其是只为一个模型，所以我采用基础的灯光方案。这里我用了两个版本。
第一个场景中，我用了一盏朝向前方的白色聚光灯和一盏从后方打来的平行光，另外还有一盏偏橙色的灯专门用来强调边缘。所有这些都搭配我从 Substance 库中移植过来的 Tomoco HDRI。
第二个场景中，我使用了同样来自 Substance 库的 White Umbrella，它提供了更自然但明亮的偏白棚拍灯光，并额外加了一盏从下方照向模型的聚光/平行光。
我会根据具体镜头效果调整后期设置，开启光线追踪以及景深、锐化、泛光等选项。
之后，我会截取透明背景的截图，以便之后用 Photoshop 合成。我还会渲染 Full Lighting、AO 和 Wireframe 的 360 度转台，以便之后在 Premiere 中叠加。
结语
总而言之，我想说这个项目让我走出了舒适区，学习了新工具，也让我在制作游戏资产的高模和贴图时形成了更好的工作方法。
我的目标是把不同的风格融合在一起，这促使我更有创造力，并承担必要的风险，希望最终能做出一些独特的东西。
从开始到完成大约花了我一个半月。我一直在反复来回调整，试着决定东西应该看起来怎样，以及哪些部分还可以改进。虽然有时会稍微有些困难，但结果绝对值得投入的时间和精力，这是一段很有收获的经历，也让我更加热爱这种风格化的美术形式。
我想非常感谢 Games Artist 给我机会展示我的作品，当然也要感谢你，读者。希望它在某种程度上有所帮助，让你学到了一些新的、有趣的技巧。
祝大家都能创作出自己美丽的作品。
喜欢这篇内容吗？