AK-74 写实化建模与贴图：3ds Max、ZBrush 与 Substance 3D 工作流详解
介绍
大家好！我叫Oriol。我是一名22岁的3D美术师，常驻巴塞罗那，对游戏和电影有着无限的热爱！从4岁起，我就知道我想通过电子游戏谋生，但我不确切知道如何开始。我的目标是学习编程，但在学习编程的第二个月，我意识到自己并不适合。
18岁时，我参加了一个3D职业培训课程，多亏了我的老师Gerard，我意识到3D是我想要为游戏/电影创作过程做贡献的方式。在开始艺术学位时，我很幸运遇到了另一位老师Marcos，他教会了我许多不同的工作流程，并向我介绍了ArtStation。
当我第一次独自在家打开ArtStation时，一件艺术作品改变了我的生活。那是Thomas Butters为《Rust》创作的SKS。我不知道如何用3D软件创作出这样的作品。就在那一刻，我的质量标准提高了；我想要达到那个水平，从那时起，我开始更加认真地对待我的3D之旅。
在这段学习旅程中，我遇到了许多了不起的艺术家，他们帮助我塑造了工作方式。其中最相关的之一是Juansa Torres，他曾是我的3D建模老师，现在是一位朋友，在我的3D艺术旅程中给予了我很多帮助和指导，并教了我很多。
我失败了很多次，也创作了大量模型。多亏了重复、努力、奉献以及周围一些优秀艺术家的帮助，我达到了今天的状态。目前，我正在La Florida Universitària完成我的3D建模硕士学位，同时在Hunting Souls担任3D硬表面实习生。我迫不及待想要看到职业生涯的下一步！
AK-74项目始于我的硕士课程作业。我本可以选择任何其他武器，但我决定选择AK-74，因为它是我在3D旅程中建模的第一把武器AKM的继承者。
AK-47、AKM和AK-74具有太多历史和文化意义，不容忽视。它也是一种包含至少三种不同磨损程度材质的武器，这使得它成为一种非常有趣的贴图纹理武器。
我的目标是通过这个项目展示我的武器美术技能，并专注于那些让任何历史武器都值得一看的小细节。
AK-74的参考收集
在搜索参考时，我注意到有许多不同的AK型号和不同的制造产地。此外，大约一半的AK-74零件与AKM共享或兼容。型号之间的主要区别是口径从7.62×39毫米改为5.45×39毫米。
基于这些信息，我最终整理了这个参考板，研究了AK-74和AKM兼容零件的不同版本，各种具有不同磨损程度的枪托和护木，以及所有AK-74的内部和外部相关零件，以了解武器的工作原理并能够正确建模：
通常，我会收集一些未添加到最终PureRef中的参考，因为当参考板上有太多图像时我会感到混乱。这是包含更多AK型号参考（约1000张）的文件夹结构，我经常回头查看：
为了找到参考，我总会尝试找到以下内容：一个YouTube拆解视频和武器评测、包含我正在建模的武器的参考包（如果包含多个你想要的武器则更好）、拍卖网站，以及武器零件清单，无论是来自随机论坛还是武器制造商，之后再进行搜索。
建模
在建模时，我同时使用3ds Max和Blender。两者都是出色的软件，相同的工作流程可以通过不同路径实现。虽然这次我使用3ds Max制作该武器，但我会解释工作流程如何应用于Blender。
在讨论写实游戏时，几乎所有优秀的3D道具/武器都首先关注高模，并将低模作为映射高模投影的方法。过分专注于使高模适应低模，通常会对美术师的创造力和武器的最终外观带来限制。我个人工作流程主要侧重于：
- 完成一个“中模”，专注于形状，而非拓扑。
- 将“中模”导入ZBrush并进行精修，直到达到理想效果。
- 将减面后的ZBrush高模导出，并根据ZBrush高模的形状调整之前的“中模”网格，将拓扑调整为合适的低模拓扑。
如您所见，“中模”网格满是N边形，并且护木形状与低模完全不同。拓扑大幅简化，与低模网格只有少数共同点。ZBrush精修工作流程如何运作？我将用下面这个零件演示我如何在AK-74中使用它：
我总是从中模开始。为了创建这个形状，我会添加一个立方体、一个拓扑足够的圆柱体，以及一个六边形圆柱体在顶部。
对于这种形状，我总是尝试添加与低模预期拓扑相似的拓扑，这样之后就不需要清理太多几何体。如果我使用72个面的圆柱体而不是24个面，就需要清理很多，而我想要尽可能快速和干净。
你可以在3ds Max中或ZBrush中使用Live Booleans功能进行布尔运算，两者没有区别。我将在3ds Max中进行布尔运算，以展示使用此工作流程时可能出现的一些常见问题。以下为应用布尔运算后的网格：
如果我把这个看起来相当不错的网格三角化，并在 ZBrush 中打开它，就会遇到问题。ZBrush 不理解硬边或平滑组。网格看起来就会是这样：
如果我直接在 ZBrush 中应用布尔运算，情况会不同，但对于更复杂的形状，我更喜欢第二种选择，即在 3ds Max/Blender 中应用布尔运算，并使用 Turbosmooth 功能。效果如下：
修改器上的这个复选框基本上会在平滑组变化的地方查找并自动应用折痕。现在看起来糟透了！我们遇到的问题很简单：每次细分一个面时，如果其边从一个面到另一个面的角度大于 180º，Subdivision Surface/Turbosmooth 就会混淆，并产生我们在上图中看到的瑕疵。为了解决这个问题，我会添加一些简单的几何体来消除问题，如下图所示：
我完全不介意保留 N-gon，因为它们会通过 Turbosmooth/Subdivision 解决。每个网格在细分后都会变成四边形网格，而要进入 ZBrush，我们只需要这个。网格在按平滑组应用 Turbosmooth 细分后，应如下图所示：
如你所见，由于我们拥有足够的拓扑，边界现在非常干净！如何将这个准备过程复制到 Blender 中的 ZBrush 呢？非常简单！我们不必在修改器上勾选复选框，而是需要先标记锐边、折痕它们，然后添加 Subdivision Surface 修改器！：
网格如上所述正确适配后，我会将其发送到 ZBrush，在那里进行 DynaMesh 操作。进行 DynaMesh 时，我们必须仔细观察 DynaMesh 可能产生的一些瑕疵，比如凸起和凹陷的角落。要避免这些瑕疵，你需要制作更高分辨率的 DynaMesh。以下是好与差的 DynaMesh 演示：
完成Dynamesh后，我喜欢使用变形菜单中的Polish Crisp Edges工具，再配合Morph笔刷按需调整边缘。通常我会根据需要添加小细节，比如凹痕或凸起。
高模已经完成，现在我将使用ZBrush的Decimation Master工具来降低拓扑，使其在3ds Max/Blender中操作更舒适。以下是减面版本与未减面版本的对比：
正确地将中模适配到ZBrush网格并不难。如果网格在ZBrush中修改较大，建议手动重拓扑。如果只是布尔运算或倒角之类较简单的操作，直接应用到中模上也不算耗时。以下是我处理这个低模的方法：
这就是我主要的High-Low建模流程。接下来就是UV映射、烘焙、贴图和渲染！我在ZBrush中为AK-74添加了一些细节，比如握把纹理，之后烘焙到低模上。整个武器都采用了这个工作流程。
ZBrush中高模的更多视图：
上述工作流程还有一些变体，其中最流行的是Simon Fuchs的Mauser教程和Dylan Abernethy的Writing Machine教程（Maya工作流）。这些方法都有效，只是实现ZBrush抛光效果的不同方式。我最终从各处挑选了一些技巧，并调整工作流程以适应我的需求。
UV展开与打包
建模AK时的主要目标之一是能够生成特写图像，并可能在未来创建一些变体，所以我必须注意UV贴图的分布方式：
AK 有多种不同型号的部件，主要是枪托、护木、弹匣、握把和枪口，每个部件由不同的 UV 贴图分开。我希望在各个贴图集之间保持相近的纹素密度，这也是选择分辨率的首要原因。平均纹素密度为 103，变化幅度约 20，最低贴图密度为 83，最高为 123：
为了确保 UV 集正确展开和打包，我使用了 RizomUV 和 UVPackmaster，它们拥有我见过的最好的打包功能。如果需要，我也会手动打包一些 UV。
贴图
对于木材贴图，我使用了一种在 80 Level SKS 文章和 Dan Kenton 左轮手枪教程中看到的技术来制作基础条纹。我将线条投射到高模上以获得更高清晰度。当对投射效果不满意时，我也开始手绘一些护木条纹。完成线条细节后，我通过 Marmoset Toolbag 的基础颜色通道将条纹烘焙到低模上。在下面的视频中，我制作了护木条纹。
我为条纹基色添加了一个锚点，并创建了两种不同的颜色基底。在绘制非金属材质时，我总是遵循这样的顺序：基础颜色、添加颜色变化、添加法线和光泽度、添加表面瑕疵。
最后，是最终修饰和环境光遮蔽。对我来说，木材是一种非常难处理的材质。我经历了多次迭代和反馈阶段，才最终达到满意的效果。
枪托也是如此：
对于 AK 的金属部分，我希望实现一种半涂漆、磨损且略带锈迹的效果。为此，我创建了三种材质，并用画笔将它们合并。一种是锈迹材质，一种是油漆材质，最后一种是油污材质。锈迹作为画笔使用，这样我就可以随意绘制：
油脂也同样处理，它位于一个单独的绘画层。我确实相信，让模型独一无二的是手绘的细节。手绘的油脂或锈迹是生成器或带遮罩的填充层无法给你的。我强烈建议你在细节处理中使用模板/笔刷！这里是整个枪管纹理的分解图。
对于机匣、上机匣、照门和枪口，纹理结构看起来与枪管相同，主要区别在于我不想产生强烈的对比。我觉得更合适的是在细微但明显的颜色变化上做文章。机匣区域也有一些更剧烈的划痕，比如射击选择器上的划痕或底部的划痕。
我始终喜欢纹理的一个细节是字体。小的序列号、射击选择字母……AK的字体具有美丽的深度，使它们在3D模型中看起来独特。要达到理想效果很简单：在Substance 3D中写入文字，添加高度、模糊和高通滤镜。
我还在数字文件夹上设置了一个锚点，以便稍后用我想要的颜色填充它。我还对颜色层添加了相减操作，以增加油漆的磨损效果。过程如视频所示：
我最后材质处理的塑料握把和弹匣。握把是最容易的纹理。它基于塑料材质，带有颜色变化、法线和粗糙度变化。然而，弹匣的纹理比这更复杂一些。
处理过程与为枪托和护木创建的木材类似，但我需要更有创意来制作弹匣的过渡。我最终这样绘制条纹：
正如我提到的，纹理处理过程与木材类似：
渲染
渲染必须是项目最重要的部分之一。我想要简单的AK工作室渲染，但同时，我想加入一些能很好地介绍武器的东西。所以我使用了BigMediumSmall Special Ops rig。
场景设置非常简单，因为只有士兵拿着我的武器摆姿势。Rig带有几个姿势，使得渲染非常方便：
渲染的其余部分是一个白色场景，包含一个平面、一张HDRI和几盏灯光。想要实现的效果，这些就足够了。
我比较喜欢的一点是，在Marmoset Toolbag中只添加非常微小的颗粒感，然后在Photoshop中增加颗粒、暗角和色彩校正。这样我对最终效果有更多的控制权：
以下是部分最终渲染图：
结论
通过这篇文章，我想展示一个酷炫且吸引人的工作流程，以及我在制作道具/武器时最注重的方面。希望你觉得其中一些内容很酷，并真正从中学到东西。
在这个资产的制作过程中，我学到了很多，我非常感谢Pascual Hernandez和Jorge Falcón在项目中给予我的所有反馈，感谢La Florida Universitària的硕士课程为我提供了结识他们的平台，感谢Gerard、Marcos和Juansa在我最需要的时候给予我动力和方向。
我相信激情是快乐和成功的燃料，我也相信时间与奉献的结合是进步的源泉。如果你拥有这三样东西，并且永不停止创作艺术，你将势不可挡！
感谢80 Level提供这次机会，也感谢你的阅读！
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