废弃中东庭院:用 Pass 分层工作流与纯平铺材质搭建全模块化场景

AI3D 发表于 4 周前 浏览 0 分类 新闻资讯

介绍

大家好,我是 Irmak,也可以叫我 Max,我是一名通才艺术家兼制作人,原本来自土耳其。我目前居住在美国,从事 AAA 美术制作。我是在南加州大学游戏专业(USC Games)学习游戏开发时接触到 3D 的。从那以后,我完成了 Think Tank Training Centre 的游戏环境方向课程,并接受过 Sierra Division 的导师指导。虽然我一直在参与 AAA 项目,但在自己的艺术创作方面,我一直专注于独立的、较小规模的项目,比如我将在本文中拆解的这个项目(是的,我自己也会担任制作人)。 

Assembling Abandoned Middle Eastern Courtyard in 3D Using Pass-Based Workflow

《废弃的中东庭院》是我给自己设定的一个挑战:仅使用平铺贴图和引擎内材质混合技术,不依赖任何概念设计,搭建一个完全模块化的环境。这就是最终成果。

在导师 Jon Arellano 的指导下,我在这里采用了工业化制作流程方法。这些方法很容易应用到任何个人项目中。

废弃的中东庭院

在开始这个项目之前,从 2023 年起我就一直在被动地收集各种能带来灵感的中东环境概念图。然而,收集了这么多年之后,我在图库里能看到的全是各种深浅不一的棕色。我确信,当我告诉你这类场景的环境概念非常罕见时,你会相信我的,尤其是当你想跳出沙漠或清真寺的框架时。我被 AI 生成的图片骗过的次数多到我不愿承认,所以我决定干脆不要概念图,直接做一个带绿色、蓝色以及其他色彩的东西。 

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参考素材搜集

我首先着手记录那些给我灵感的地点实景,其中大多数恰好位于伊朗。接着,我用这些素材为整体布局制定了一份鸟瞰式的粗略规划。在规划好布局之后,我收集了用于构图和色彩的图像。 

直到我有了高层次的总体概览之后,我才进一步把参考板划分为材质、资产、破坏部分和文化元素(图案与建筑)等类别。

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在土耳其长大,我一直希望看到不以沙漠为背景的中东环境,所以我特意加入了一些来自我家乡的元素,尤其是在布料和装饰图案中使用了郁金香和康乃馨。

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搭建大体块与构图

在设置构图之前,我根据布局平面图在 Maya 中搭建了环境的大体块。我为粗搭使用了真实比例,然后将其导入虚幻引擎,以感受尺度并摸索空间动线。这随后会帮助我进行摄像机摆放。

在这个阶段,我在各种想法之间反复推敲,先以“地点”的角度迭代整个环境,其次才是构图。 

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在建立起空间感之后,我把注意力转向构图,同时不断迭代 blockout。我通过结合概念搜集阶段确定的两张关键构图参考来发展我的构图。我沿用了第一张概念里的柱子/室内视角布局,以及第二张作品中的前景、中景和背景流动关系。 

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分 Pass 工作

到这里为止,我的工作流非常接近经典的瀑布式环境管线(concept > reference > blockout > workup > polish)。不过,在和导师沟通并评估时间线之后,我们采用了基于 Pass 的工作流,而不是常规做法。大部分时间节省正来自这里,同时也来自在流程早期就专注于带有可暴露老化参数的动态材质。

Pass 顺序如下:

  • Blockout
  • Pass 1(Alpha:包含第一轮建模和贴图)
  • Pass 2(Beta:包含第二轮建模和贴图)
  • Polish(融合、墙裙/踢脚线、贴花等)
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我在这里把这些阶段分开,而不是简单称为 Alpha 和 Beta,因为这不是一种线性工作流——不是同时处理所有内容。它侧重于先把场景推进到具有代表性的水平,根据各个部件在组合后(走出 Maya、Substance 3D Designer、ZBrush 等灰色视口之后)的匹配情况来做修改,并且只处理必要的内容。 

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Pass 1

对于 Pass 1,我专注于将 blockout 模块化,并把第一轮贴图和模型做到具有代表性的状态。关键在于“有代表性”,而不是最终版。 

我用一个迭代循环,通过构思、原型制作、提炼和迭代,把 blockout 转化成模块化套件部件。在 blockout 阶段,我主要是在构思;我会考虑实际物理尺寸,但不把自己限制在模型套件的尺寸格式里。直到我对整体空间方向满意之后,我才回到 Maya 文件中,尝试各种把建筑切分成模块化部件的方法并进行原型验证。

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中东建筑要适配 2×4 或 4×4 的尺寸格式(单位为米)相当有挑战。这个尺寸范围是获得理想 texel density(纹素密度)和可平铺材质的典型格式。 

在原型验证了几种方案之后,我决定把重点转向少数核心 2×4 和 4×4 部件,以及更多更小的 snapping 部件,用来叠加在 4×4 部件之上。然后,我把原型验证过的想法拆分成最终会用于搭建场景的 mod kits。

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这些是核心的 4×4 和 2×4 部件。它们使用了 RGB 遮罩、贴图绘制,以及 1 个用于墙面边缘破损的模块化贴花。

然后我继续处理材质。我对所有核心材质做了一轮快速制作,并将它们导出到引擎中。 

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我的目标是在投入过多时间完成它们之前,先感受出场景的色彩、平衡感与繁复程度(即材质、形状和构图彼此如何相互作用)。只有当你看到处于具体语境中的材质(而不是 Substance 3D Designer 里孤立的灰色视口)之后,你才能做出必要的艺术指导选择并快速迭代。以下是我那次迭代过程的一个示例:

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当我把花园瓷砖放入场景后,我意识到自己对庭院水域的构想完全没有呈现出来。但由于除了部分完成的高度图和颜色图之外,我还没有创建任何其他内容,所以我能够快速纠正方向并进行迭代。最终,正是得益于这种工作流程,我才得以将那片水域保留为场景的核心元素。

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对于我的材质,我使用了一些额外的技巧来帮助提高流程效率。首先,我知道无论选择哪个方向,我都会使用平铺,所以我在 Substance 3D Designer 中构建了一个平铺损伤生成器函数,以便能够接入任何图案进行迭代和测试。

我也很早就设置好了材质,通过暴露参数来实现动态做旧。当我为第一遍导出创建高度贴图和部分颜色贴图时,我将它们建立在基础之上,并始终把做旧考虑在内。

在第 1 阶段接近尾声时,我更新了自己的基础主材质(master material),使其支持基础的材质分层。事实证明,这些视频非常有用,让我得以构建出一个非常全面的主材质,其涵盖的内容甚至超过了这些视频加在一起所覆盖的范围。到了第 2 阶段,这一点还会更多地被提到。

在我完成快速的迭代循环之后,我根据我的灯光参考重新为场景打光。同样,只做到具有代表性的程度。然后我进入了第二个 pass。这就是当时我的场景的样子。

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第 2 遍

进入第二遍,材质系统与分遍策略才真正开始大放异彩。在这一阶段,我专注于第二遍的材质,以及第二遍的模型、植被和材质混合。 

在快速迭代与应用方面,贴图工作流是最省时的环节。在我的工作流中,我依赖两样不同的东西:前面提到的动态/老化材质库,以及虚幻引擎 5 中的分层材质。 

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我构建了一个主材质(master material),它能够兼容 RGB 遮罩、顶点绘制、纹理绘制,以及其他材质分层功能的组合。这让我在需要时可以绘制 6 个不同的通道(3 个在顶点绘制中,3 个在纹理绘制中)。到这个时候,已经非常明显,这个场景不需要任何独特的纹理。

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来自之前那些道具非常繁多的项目,我很惊讶这样一个规模的场景实际需要的材质竟然如此之少。核心材质在不同程度上使用了做旧效果,从而创造出同一材质的几个不同版本。 

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例如,对于这里所有的资产,我只使用了一个动态材质,通过 RGB 遮罩在它不同的老化/破损实例之间切换。 

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虽然一开始并非如此,但我注意到我可以把次表面散射、不透明度以及其他与植被相关的功能插入到我的主材质中。而当我从粗模阶段推进到精修阶段时,我不断在这款材质上继续构建,以覆盖更广泛的资产范围。最终,这个场景中的所有内容都使用了同一个主材质,除了水、背景中的天空以及贴花。

以下是我在实践中使用它的一些示例。 

这里我正在使用纹理绘制来绘制水坑,然后通过材质分层来调整不透明度、密度/高度以及锐度。

同样地,我能够在布料上使用相同的工作流程,并带有自定义的次表面散射输入和不透明度。 

由于爱上了 Substance 3D Designer 的模块化动态特性,我再次使用它来创建我的植被图集。我设置了叶片和睡莲叶材质,并确保它们具有动态属性,以便快速迭代和实现多样性。 

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对于布料,我使用了 Marvelous Designer,并从带有郁金香和康乃馨的土耳其和奥斯曼图案中汲取了灵感。

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到第 2 遍结束时,我的环境看起来就是这样。

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打磨

从这一刻开始,我把重心放在改进已有的内容上,并收尾第 2 遍中那些还显得突兀的遗留部分。在打磨阶段,重点全在材质混合、踢脚线,以及相机、布料和风模拟等最后润色,同时还要把反馈意见放在心上。

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我几乎每周都在不断摆弄光照和背景。你可以看到,每一次迭代都在进一步打散环境,把破坏效果融入场景之中,让整个环境看起来更加统一。 

我发现,仅仅添加同一组 3 个模块化贴花就能带来巨大的差别。例如,我用一张受损混凝土的图片制作了一个可平铺的边缘破损贴花,然后在所有边缘破损处都使用了同一个贴花材质(除了那些用 RGB 遮罩覆盖的地方)。

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在完成杂物(clutter)摆放、贴花(decal)布置,并通过裙边(skirt)对资产进行融合之后,我又做了一次最终的光照调整。

光照

光照绝对是一个巨大的挑战!不过,多亏了我的导师 Jon,我获得了很好的方向和技巧,让这个场景的光照能接近我的参考图。

我特别欣赏的一个技巧是:逐一隔离光源,先在其他所有光源都关闭的情况下修改它们,以充分看到它们对环境的影响。然后在其他灯光打开的情况下再调整一次。

对于这次解析,我把光照分成了 6 个核心部分:

  1. 平行光
  2. 天空/大气/虚幻引擎的基础灯具
  3. 反弹光照
  4. 高光
  5. 天空
  6. 雾卡片

我开始着手处理光照,首先找出感觉最具动态感的方向光位置。

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接着我添加了天空大气(Sky Atmosphere)、天光(sky light)和体积云(volumetric cloud),并按自己的喜好进行了调整。

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我想要的是高度精心策划、略带风格化的光照。自己定义反弹光(bounce light)正是帮我实现这一点的关键。这个方法是我从 Jon 那里学来的:你要找出那些像大镜子一样的区域(比如庭院中央被照亮的那条小路),然后放置光源 Actor 来模拟光线从这些区域反弹的效果。不是让虚幻引擎自己决定这些数值,而是由你来微调它们,以实现更精确的艺术指导。 

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然后,为了再多一点趣味,我添加了一些高光,真正把它提升到了下一个层次。创建高光感觉就像在画概念图;它有助于把元素从背景中分离出来,让场景更有深度和清晰度。

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然后我添加了修改后的 HDRI 和一个假太阳。

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最后一点,我制作了自己的雾气/天空卡片,并使用了来自 EasyFog 的默认雾气卡片的修改版本(谢谢你,William!)

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我不需要在后期处理上花太多时间。它被设置为手动曝光,阴影中带有一点点蓝/紫色调,就这样。

这是详细光照下的场景。

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最后,当我任由布料和风的模拟自由运行时,我的场景就准备好了。

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如果你已经看到这里,非常感谢! 

结论

作为艺术家,我们倾向于自始至终完善我们的资产。但很多时候,通过分阶段(pass)工作,你可能会意识到并非所有东西都需要第二次处理或打磨。在进入打磨阶段之前,力求让一切达到具有代表性的状态,并在引擎中进行评估,这在我之前做过的所有工作中都为我节省了大量时间。它还让你能够更快地迭代,并避免陷入如果只在灰色窗口中孤立地查看资产时会遇到的陷阱。

此外,RGB 遮罩和材质分层非常强大。强大到让你可以在虚幻引擎内构建自己的 Substance 3D Painter。展望未来,除非我想制作一个外观开发作品集作品,或者在更大的环境中创建一个非常独特的局部场景,否则我认为我永远不会再回到 1:1 纹理。

Max Irmak Çavun,3D 通才

采访由 Emma Collins

相关链接

原文链接:https://80.lv/articles/assembling-abandoned-middle-eastern-courtyard-in-3d-using-pass-based-workflow

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