The Courtyard环境资产与植被的建模贴图流程解析

AI3D 发表于 08-28 浏览 0 分类 创作分享

引言

大家好,我是 Elie Paquiet。我是一位法国环境/材质美术师,之前就职于 Ubisoft,曾参与 AAA 级项目,包括《刺客信条:影》、《彩虹六号:围攻》、《超猎都市》,以及最近被取消的《波斯王子:时之砂》重制版。

我在游戏行业拥有八年以上的经验,有机会参与制作各种类型的资产,从材质库和建筑套件到武器、角色和环境美术。材质创建很快成为我在游戏开发中最感兴趣的领域之一。我喜欢制作可信的表面和材质,以增强环境叙事并提升项目的整体视觉风格。

我尤其热衷于理解材质和表面如何影响整体艺术构想。我主要使用行业标准工具,如 Substance 3D Designer 和 Painter、ZBrush、3ds Max、Photoshop 和 Unreal Engine 来让环境生动起来。目前我正在专注于完善作品集,同时寻找行业内的下一个机会。

Modeling and Texturing Assets and Foliage for a Detailed 3D Environment

庭院项目的灵感

通常,我主要专注于纹理和材质,或者制作一些用于测试/展示新功能的小场景。但我意识到,作为纹理美术师,我的作品集又高度集中在材质方面,所以从未真正有机会展示我在环境美术方面的全面技能。这就是这个项目的想法来源。

我把这个项目视为一次机会,将重心从材质创建转移到环境美术上。我的目标是展示完整的环境美术工作流程,从对一个完整建筑套件和单个资产进行建模、贴图,到构建一个高度注重构图、光照和氛围的整体场景。

我其实并没有特别计划制作这个环境,因为我是二月底开始这个项目的,迫切需要一点夏日气息来逃离漫长的加拿大冬天。我自然而然地深受地中海氛围的启发,但没有针对特定国家或文化。最重要的是,我希望这个环境显得可信,因为它可能存在于一个奇幻世界中。

带着这个想法,我开始收集参考和概念图,以明确我的愿景和整体方向。这也让我对需要制作的资产数量有了一个大致的了解,并帮助我确定哪些是必须的、哪些是最好有的,以及哪些其实并不必要。下面只是我部分参考资料的一个例子:

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白盒阶段

带着庭院区域的想法,我建模了一个建筑套件的草稿版本,这样可以导入 Unreal Engine 中,立即发现潜在问题,测试不同尺寸,并评估元素之间的间距。

这一步至关重要,因为它将成为后续所有工作的基础。初始设置中的任何问题都很容易延续到项目的后期阶段。这并不意味着你之后不能修改,但从一开始打下坚实的基础,将会让你在项目推进过程中更容易添加、修改和迭代你的模块。

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每个模块以 3 米、4.5 米或 6 米为尺度基准,因此我可以轻松地将它们拼接在一起,高效地搭建庭院。

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完成第一版草稿后,我通过添加一些简单的资产来奠定关卡美术的初步意图,比如植物和窗帘,以营造一点语境。这也让我意识到,增加一层屋顶和一些元素来打破视觉重复,会让建筑的整体形态更加清晰。

接着,我引入了大小塔楼,为整体结构增加更多变化和节奏,使构图更具层次感和深度。

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我坚信迭代和敏捷的方法。每个元素我都喜欢先做一个非常粗糙的初版,以便快速确定其尺度、图案和整体特征。这让我可以在不担心当前质量的情况下,带着清晰的愿景向前推进。同时,它也能帮助我识别需要改进的地方,以及哪些元素可能缺失、多余,或在整体构图中行不通。

换句话说,这就是经典的“先让它存在,再让它好看”。首要目标是尽快让某些东西可运行、可见。一旦基础打好,你就有充足的时间来打磨细节、提升质量并让它变得好看。

迭代过程

在构建套件时,我显然会实时更新主场景中的模块,同时也会花时间建造一个小的“漂亮角落”,在那里我可以快速迭代模块,测试不同的尺度或形状。这个区域让我能立即看到修改带来的影响,并快速评估修改或添加新功能所需的工作量。

例如,如果我决定改变屋顶瓦片的平铺方式,我可以立刻识别哪些模块会受影响,并确保这个改动在整个套件中保持一致。这个小测试区就像一个有用的沙盒,我可以自由尝试,同时不会忽视全局。

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在纹理贴图方面,我也遵循同样的迭代方法。我通常先进行一轮粗略的初步制作,以确定尺度、布局、图案和可能的混合方式。在这个阶段,我经常主要使用灰度来工作,专注于法线信息和整体表面定义,而不是最终外观。

一旦基础感觉正确,我就会进入粗糙的着色阶段,以更好地理解材质以及所有元素如何组合在一起。这使我能够在投入时间处理细节和最终打磨之前,验证整体方向。

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构建架构

着色器开发并不是我的强项,但我想至少学习一些基础知识,以便能够更加自给自足,并能够自己构建东西。这个项目是推动自己朝那个方向发展的好机会。

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我让主着色器保持相当简单。它使用一个主材质,可以与第二个材质混合,使用红色顶点颜色通道来控制混合。我还可以在上面添加一层苔藓,这有助于混合、打破重复,并为模块增加更多情境变化。这一层由绿色通道驱动。最后,我还有第四个附加的渗漏(leaks)层,通过蓝色通道控制。

这给了我一种进一步推动材质的方式,在需要的地方增加更多局部细节和变化。对于这个项目,我不想最终使用大量材质。我想保持简单,并从有限的材质中获得大量效果。这也让我能够更多地关注项目中其他我不太熟悉的方面。

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在制作屋顶瓦片时,我必须在传统的可平铺纹理方法和使用单独烘焙瓦片的套件搭建(kitbash)工作流程之间做出选择。我决定选择第二种方案,尽管起初看起来可能有点疯狂,原因有两个。

首先,场景相对较小,不包含大量资产。第二,更重要的是,这种方法给了我很大的灵活性。由于瓦片是完全建模的,我可以轻松地创建几乎任何我想要的屋顶形状,从而在不牺牲细节的情况下产生大量变化。

在我看来,这种工作流程的最大优势是阴影的质量。因为每片瓦片实际上都是建模的,元素之间自然会出现小缝隙,从而创造出非常漂亮的阴影细节。这增加了强烈的深度感,大大提升了资产的整体质量和真实感。

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除此之外,虚幻引擎的Nanite工作流程使得使用这种几何密集型方法变得更加可行。这使得灵活性、细节和性能之间的权衡对于这种类型的场景更具吸引力。

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场景布景

我面临的另一个困境是如何处理这些罐子。我应该用中分辨率网格制作可平铺纹理吗?使用带UV2映射的图案装饰(pattern trim)?还是简单地制作一个烘焙好的罐子套件(kit of baked pots)?
我最终选择了第三种方案,即烘焙它们,主要是因为这样我可以完全控制它们的形状和外观。

而且,考虑到我想要的罐子数量遍布整个场景,我认为值得烘焙它们,尤其是因为它们是一个非常突出的元素,几乎随处可见。这产生了两个1024像素的纹理集,一个用于3个较大的罐子,第二个用于4个较小的罐子。

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对于地毯,我决定创建一张 trim sheet 来简化工作。我必须承认,在 Substance 3D Designer 中花些时间,放松地处理图案,确实相当不错(我很喜欢)。当第一块地毯完成后,我想在不制作全新图案的情况下创建第二个变体,因此我直接导出了第二种更暖红色调的基础色。

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以下是动画分解,展示了我制作地毯图案的整个过程:

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对于织物网格,Livine Sigier 教会了我,并让我相信 Marvelous Designer 很容易上手,尤其是像窗帘这样的简单网格,这让我很方便地尝试了这款软件。下面展示了我在不到一分钟内创建出可信网格的过程。

场景中的所有布料(窗帘、靠垫、床单)仅使用了 512px 的可平铺纹理。至于池塘的水面,我观看了不少教程,并结合了不同的技术来达到我想要的效果。我特别推荐 World of Level Design 的这个教程,它帮助我更好地理解了如何实现这种着色器:

对于场景布置本身,我只是问了自己几个问题:怎样让它看起来更好?怎样让它有利于潜在的游戏玩法?它是否足够可信?如果我正在这个环境中玩游戏,我会怎么想?怎样让它与预设机位的构图相配合?这里的关键词是平衡。

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创建植被

我从未真正有机会在正式制作环境中制作植被,但这一直是我感兴趣并着迷的事情。这个项目也是我探索环境艺术这一方面的绝佳机会。

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借着和家人去蒙特利尔的机会,我参观了植物园,能够近距离拍摄真实叶片和植物的特写照片。这让我对植被中微妙的差异和细节有了更好的理解。亲眼看到它们总是一件令人愉快的事。

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基于收集到的参考,我知道我要加入特定种类的植物,比如睡莲、龟背竹和朱蕉。我从较大的植物开始,将它们分成两套1024px的贴图集。每种植物都有自己的贴图集。

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这些贴图我是在Substance 3D Designer中创建的。下面是旅人蕉(Ravenala)的高度图雕刻和配色流程:

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关于龟背竹,我在Photoshop里绘制了一张ID贴图,以便在Substance 3D Designer中更快、更轻松地分离遮罩。

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对于攀缘藤蔓,我复用了较小植物的贴图,并在其上以高分辨率建模了几种不同的叶子。然后我将其弯曲并散布到多根枝条上,改变它们的大小和朝向,以营造更自然的效果。设置完成后,我将枝条烘焙到一个平面上,以生成在Substance 3D Painter中继续贴图所需的各种贴图。最终贴图集为1k。

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资产烘焙完成、贴图完成后,我首先将不同的枝条分离成独立的平面网格。

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然后我将它们组合成小簇,以呈现更自然、更有机的外观,同时也便于在 Unreal Engine 中放置和使用。

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构图

放置相机以创建有趣的画面有时可能是一个非常耗时的过程。就个人而言,我最依赖的两条构图规则是黄金螺旋和三分法,我认为它们是最有效的构图指导。

我通常首先定位相机,使主要焦点沿黄金螺旋分布。这会自然引导观众的视线在画面中流动,而不是将注意力困在画面中央。然后我尽量将构图中的主要元素与斐波那契螺旋的曲线对齐,偶尔会移动一些植物或道具以更好地适应构图。这样便框定并构建了整体构图。

目标不是完全重塑关卡美术来适应特定的相机角度,而是要找到一种平衡,让环境与该角度的构图能够自然共存。换句话说,只要在两种视角下看起来都不错,那就没问题。

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通常,黄金螺旋的焦点会落在三分法网格的兴趣点附近。在这里,我将两者结合并获得了富有冲击力的构图。我将焦点放在小塔上,并在黄金螺旋较小的一侧将画面划分为三个均衡的部分。这创造了更均衡的视觉节奏,并将观众的注意力保持在主要兴趣点上。

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为了更有效地定位相机并找到有趣的镜头,Unreal Engine 提供了一个专用工具,可以在 Cinematic Viewport(影视视口)中启用。

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灯光设置

地中海环境自然需要温暖而迷人的夏日氛围灯光。具有挑战性的是,这个过程可能相当技术化;这就是为什么我保持简单,只在自己了解和掌握的范围内操作。不过,我建议开始尝试调整参数,看看每个参数的作用;结果可能会非常值得。 

对于这个场景,我的方法主要是反复试验,直到我确信灯光是连贯的,并且符合我寻找的情绪。场景主要由定向光(directional light)配合 HDRI 背景照明。我还在各处添加了一些聚光灯,以增强特定元素,并微妙地引导观众的视线。

指数高度雾(Exponential Height Fog)和定向光的体积散射强度(Volumetric Scattering Intensity)参数在让整个图像更扎实以及赋予场景更多深度方面发挥着重要作用。

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我利用建筑的不同层次和结构所赋予的造型,创造出暖色的局部区域并增加对比度。这有助于创造更多的视觉深度,并强化了温暖的地中海氛围。

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对于每个相机角度,我都会花时间微调镜头设置。我会仔细调整对焦距离和焦距,以确保我想要突出的主体正确合焦。如有需要,我也会调整曝光参数,并且我经常将默认的泛光强度至少降低一半,因为我通常觉得它有点过强。然后我会为最终图像添加非常细微的胶片颗粒和一点锐化。

在色彩分级方面,我也保持简单,主要进行细微调整,以更好地匹配我追求的整体情绪。我在阴影中稍微提高蓝色值,同时在中间调中引入更暖的色调。我还提升了整体饱和度,让色彩更鲜艳,帮助图像中的不同元素脱颖而出。

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结语

我在二月份启动了这个项目,并在七月份进行收尾,只要有空闲时间就会断断续续地推进。对于这样的个人项目,我更倾向于慢慢来,稳扎稳打,同时沿途征求朋友和同事的反馈,确保自己走在正确的方向上。当我们身边有人支持并挑战我们时,我们总会变得更好。

在这个庭院的创作过程中,出现了许多挑战。最初的挑战之一是弄明白如何自己构建一个着色器,以实现我想要的外观和功能。起初并不容易,但就像所有事情一样,只要有足够的时间和耐心,你会学会并最终达到目标。创建植被本身也是一个挑战。尽管我对于如何处理它已经有了清晰的想法,但我以前从未在这种规模和数量上处理过植被,所以这绝对是一次学习经历。 

如果有人要承担类似规模的项目,我强烈建议花时间规划布局,尽早考虑模块化和关键模块,最重要的是,不要忽视他人反馈的价值。但最重要的是,听从自己的内心。如果你正在做一个能让你长期保持专注和投入的项目,这是在你的空闲时间进行的,而且你真心想在学习新事物的同时把它做好,请确保给自己足够的时间去妥善完成它。

不要急于求成,当进展不如预期时也不要感到内疚。创作是一个过程,而不是一场竞赛。

如果有一天你不想做你的项目(即使是你发自内心想做的事情),那就去做点别的。不要强迫自己,因为那只会导致挫败感。休息也是工作的一部分。暂时抽离可以让你获得全新的视角,并在回来时带回全新的动力。在你能做的时候做你能做的,让动力自然而来。

如果你有任何评论或问题,请尽管联系我——我很乐意与你们讨论。特别感谢 Stephanie Almogabar 和 80 Level 给我这次撰写这篇文章的机会。这是我的荣幸!我真心希望这篇文章能像当初我在这里阅读其他文章和解析时那样,对你有所帮助或启发。

Elie Paquiet,环境与材质艺术家

采访由 Stephanie Almogabar 主持

相关链接

原文链接:https://80.lv/articles/modeling-and-texturing-assets-and-foliage-for-a-detailed-3d-environment

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