John Enderle 分享了 Procedural Sci-Fi Material Generator 項(xiàng)目背后的工作流程，解釋了為什么選擇 Substance 3D Designer 來創(chuàng)建材質(zhì)，并展示了如何設(shè)置可定制的材質(zhì)。

介紹

你好！我的名字是 John Enderle，我是美國的 3D 環(huán)境藝術(shù)家。我對(duì) 3D 藝術(shù)的介紹基本上只是我壓倒性的好奇心和想知道游戲是如何制作的沖動(dòng)！作為一名藝術(shù)家和游戲玩家，我一直很好奇我沉浸其中的這些神奇世界是如何創(chuàng)造出來的。回到 2017 年，經(jīng)過一番搜索，我意識(shí)到獲得我想要的創(chuàng)意知識(shí)是多么可行，我的 3D 之旅開始了！一開始，我涉足了 3D 的大部分領(lǐng)域，從道具和角色藝術(shù)到動(dòng)畫和環(huán)境藝術(shù)。最終，我發(fā)現(xiàn)自己對(duì)環(huán)境藝術(shù)和最近的材料創(chuàng)作幾乎完全充滿熱情。

至于我是如何獲得我所擁有的技能的，今天有所有的學(xué)習(xí)資源，比如 YouTube、80 Level、ArtStation、Gumroad，以及帶有有用的論壇和不和諧服務(wù)器的專用軟件站點(diǎn)，在學(xué)習(xí)任何我已經(jīng)下定決心的方法。

成為一名材質(zhì)藝術(shù)家

在我開始將大部分創(chuàng)作重點(diǎn)放在材料創(chuàng)作上之前，我總是被我在社交媒體上看到的分享的材質(zhì)所震撼和啟發(fā)。Daniel Thiger、Chris Hodgson 和 Abderrezak Bouhedda 等藝術(shù)家推出看似難以想象的材質(zhì)是一個(gè)巨大的靈感，也是我決定將自己更多地推向 3D 藝術(shù)領(lǐng)域并發(fā)現(xiàn)我對(duì)它的熱情的一個(gè)重要因素。

至于我使用什么工具，目前只有 Substance 3D Designer 用于材質(zhì)創(chuàng)建。在我看來，據(jù)我所知，沒有什么可以比得上的。習(xí)慣它可能具有挑戰(zhàn)性，但就像任何程序一樣，練習(xí)、教程和重復(fù)是最重要的。對(duì)于渲染，我傾向于使用 Marmoset Toolbag 或 Unreal Engine。根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，Marmoset 的速度和易用性非常適合材質(zhì)渲染。渲染選項(xiàng)、照明、后期處理和輸出質(zhì)量都很棒。另一方面，虛幻引擎對(duì)于更大的場景和在完整環(huán)境中實(shí)時(shí)顯示材質(zhì)來說是驚人的。

科幻素材生成器項(xiàng)目

科幻素材生成器在某種程度上是對(duì)我之前制作的科幻素材的擴(kuò)展。這個(gè)想法是從本質(zhì)上重新創(chuàng)建科幻鑲板的風(fēng)格，但具有更多功能。顧名思義，Procedural Sci-Fi Material Generator 具有該功能，具有 80 多個(gè)公開參數(shù)，可以自定義和生成無窮無盡的結(jié)果。我從之前的材料以及 Marcel Deneuve 和 Paul Chadeisson 獲得了很多靈感，他們做了出色的科幻主題作品，以及 Neon Digital 的名為 The Ascent 的賽博朋克主題游戲。一直吸引我的是科幻藝術(shù)中那種貪婪、嘈雜、微細(xì)節(jié)的風(fēng)格，這是我想在材料中展示的許多東西之一，同時(shí)還能夠縮小規(guī)模并擁有更多 干凈整潔的科幻美學(xué)使用材料的參數(shù)。

規(guī)劃

創(chuàng)作這種材質(zhì)的第一步是確定基本結(jié)構(gòu)。我知道我想要一種連鎖效應(yīng)或某種層次結(jié)構(gòu)，如果我在材料的開頭更改某些內(nèi)容，它將決定以下部分如何與下一個(gè)部分發(fā)生反應(yīng)，依此類推。一旦我確定了鏈條的第一個(gè)鏈接是什么，接下來的鏈接就更容易放置了。對(duì)于這種材料，鏈節(jié)是“面板”。主要面板、次要面板、面板 1、2、3。每個(gè)面板都由前一個(gè)面板以非常線性的路徑確定，這也有助于組織的負(fù)載。

之后，我開始在 PureRef 中添加我的參考板，使用我從 Daniel Thiger 那里獲得的自定義模板創(chuàng)建一個(gè)新圖形，并添加一個(gè) ORMH 輸出。

高度圖

一旦大部分計(jì)劃都弄清楚了，它就會(huì)出現(xiàn)在高度圖上。這是我總是傾向于開始的，因?yàn)樗鼮槟愕膱D表提供了一條清晰的路徑，可以分支并做基礎(chǔ)顏色、粗糙度等。對(duì)我來說，它是我所做的大多數(shù)材料的核心，通常也是我花費(fèi)最多的材料 時(shí)間。

我面臨的第一個(gè)挑戰(zhàn)是從視覺上了解各種面板在材料上的位置。為了幫助解決這個(gè)問題，在高度過程開始時(shí)，我添加了一個(gè)材質(zhì) ID 選項(xiàng)，這樣我就可以通過顏色和文本清楚地看到每個(gè)面板的位置。最初只是為了幫助創(chuàng)建材料，它最終留下來，因?yàn)樗姑姘宓某跏荚O(shè)置更加清晰。

基本顏色

通常在高度貼圖之后，我會(huì)使用基礎(chǔ)顏色，但我發(fā)現(xiàn)金屬材質(zhì)的顏色會(huì)根據(jù)粗糙度和金屬貼圖而發(fā)生很大變化。因此，為了更好地了解完成后顏色將如何轉(zhuǎn)換，我將所有內(nèi)容都設(shè)為金屬色，并使用從完成的高度圖獲得的信息添加一個(gè)臨時(shí)的污垢生成器節(jié)點(diǎn)，用于粗糙度，以及顏色和混合節(jié)點(diǎn) 一個(gè)基地。

一旦設(shè)置好并且我將顏色和混合節(jié)點(diǎn)作為基礎(chǔ)，我只是沿著圖形的高度部分移動(dòng)，邊走邊掩蓋每一層顏色并添加到基礎(chǔ)，正如我之前提到的， 已經(jīng)布置了高度圖，非常簡單。我試圖保持調(diào)色板非常簡單，使用基本的金屬色調(diào)，例如灰色和棕色用于面板，并帶有銅點(diǎn)作為細(xì)節(jié)，但后來添加了更改面板亮度和對(duì)比度的選項(xiàng)，因?yàn)榻饘偕浅?qiáng)烈 可以根據(jù)環(huán)境而改變。我還添加了一個(gè)選項(xiàng)來去除金屬上的所有顏色并使用嚴(yán)格的灰色陰影，當(dāng)然，油漆可以是你想要的任何顏色！

在大致了解每個(gè)面板的顏色后，我轉(zhuǎn)向更精細(xì)的細(xì)節(jié)，例如油漆、污垢、泄漏、生銹、邊緣磨損等。對(duì)于這種材料，我最終使用了一些默認(rèn)值 Substance 3D Designer 附帶的生成器。對(duì)位置使用線性梯度 1，其余部分使用明顯的輸入，在這種情況下它們是完美的。

涉及每個(gè)生成器的最大挑戰(zhàn)是屏蔽并讓它們工作，無論自定義參數(shù)如何設(shè)置，并且必須回調(diào)到圖表的早期部分。它可能會(huì)讓人感到困惑，但在框架、電纜重新布線和保持圖形的組織和線性之間，它可以使圖形的可讀性大不相同。

粗糙度/金屬貼圖

粗糙度和金屬貼圖的設(shè)置相當(dāng)簡單。金屬是嚴(yán)格的白色或黑色，就像減去油漆、發(fā)光燈和其他任何不是金屬的東西一樣簡單。至于粗糙度，它再次落在了遮蓋特定區(qū)域并在我瀏覽圖表時(shí)融入其中。

法線/AO/自發(fā)光貼圖

與 Roughness 和 Metallic 貼圖類似，Normal、Ambient Occlusion 和 Emissive 貼圖非常簡單。所有法線和 AO 細(xì)節(jié)都來自最終的高度貼圖。在某些情況下，您不希望高度數(shù)據(jù)顯示在法線中，反之亦然，但在這種情況下，高度貼圖具有我需要的所有細(xì)節(jié)。至于 Emissive，所有的燈光都已經(jīng)被加入到 Base Color 中，因此添加它們就像從 Base Color 中分離出來并將它們混合并遮蓋在一起一樣簡單。

設(shè)置生成器

設(shè)置生成器絕對(duì)是一種學(xué)習(xí)體驗(yàn)，因?yàn)檫@是我第一次嘗試完全可定制的材料。我的工作過程基本上只是像平常一樣構(gòu)建材料，但在我去的時(shí)候暴露參數(shù)。更好的方法可能是在沒有功能的情況下完成材料，然后再返回，公開某些參數(shù)并在您想要的位置添加功能。

我沒有預(yù)料到的一個(gè)挑戰(zhàn)是暴露了太多的參數(shù)。我想說的是，對(duì)一種材料可以做什么有現(xiàn)實(shí)的期望絕對(duì)是要牢記的。我不認(rèn)為太多的功能可能是一個(gè)問題，但它是！過度曝光會(huì)導(dǎo)致混亂和混亂，如果你不知道什么時(shí)候結(jié)束，基本上是沒完沒了的。如前所述，我決定在調(diào)用它時(shí)公開大約 80 個(gè)參數(shù)，具體取決于啟用的功能。除了添加太多參數(shù)之外，知道何時(shí)停止添加細(xì)節(jié)同樣重要。必須在材質(zhì)生成器創(chuàng)建過程的早期設(shè)置限制。

通過創(chuàng)建過程獲得反饋在這方面非常有幫助，不僅在美學(xué)上，而且在功能上也是如此。由于我計(jì)劃讓其他人使用此生成器，因此我確保定期共享 .sbsar 文件并獲得有關(guān)易用性的反饋以及總體上它的易于理解程度。對(duì)此有很大幫助的 Substance 3D Designer 功能是“visible if”選項(xiàng)，它將隱藏某些參數(shù)，具體取決于是否正在使用其他參數(shù)。

最終渲染

在生成器中制作完所有 20 個(gè)預(yù)設(shè)后，我將它們從 Substance Player 中導(dǎo)出以用于各種渲染。為了節(jié)省內(nèi)存，我只使用了 Base Color、Normal、Emissive 和打包的 ORMH（Occlusion、Roughness、Metallic、Height）。我決定把它分成 4 個(gè)場景：球體、立方體、面板和動(dòng)畫。

球體和立方體

對(duì)于球體和立方體渲染，以及大多數(shù)其他渲染，我希望通過一兩個(gè)定向燈和一個(gè) HDRI 來實(shí)現(xiàn)暖/冷美感。鑒于金屬材料的反射特性，HDRI 是必不可少的，因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)大多數(shù)材料在沒有它的情況下幾乎呈現(xiàn)黑色。

面板

面板渲染絕對(duì)是最有趣和最令人滿意的設(shè)置。我很快在 Blender 中制作了一個(gè)隨機(jī)面板網(wǎng)格，并測試了我之前導(dǎo)出的多個(gè)預(yù)設(shè)，最終確定了 6 個(gè)以在兩種不同的照明設(shè)置之間使用。與我通常使用的定向燈或點(diǎn)燈不同，我選擇了使用方形選項(xiàng)并調(diào)整尺寸的泛光燈，它們確實(shí)有助于突出更精細(xì)的細(xì)節(jié)并添加一些有趣的亮點(diǎn)。我想在照明方面有相當(dāng)多的對(duì)比，所以我對(duì)這兩種變化都有一些樂趣。

動(dòng)畫

動(dòng)畫渲染在 Blender 中開始，有 3 行偏移立方體，每行大致切成兩半，以便在 Marmoset Toolbag 中節(jié)省多邊形數(shù)量并進(jìn)行鑲嵌。我使用了發(fā)生器中的 19 個(gè)預(yù)設(shè)，其中 6 個(gè)在頂部和中間行，7 個(gè)在底部，以產(chǎn)生速度變化，因?yàn)樗鼈兠總€(gè)都將朝著不同的方向前進(jìn)。在 Toolbag 中對(duì)立方體進(jìn)行紋理化和關(guān)鍵幀設(shè)置后，我開始使用照明，并再次使用泛光燈。

后處理和選擇 Marmoset Toolbag

我盡量減少后期處理，以免過多地偏離材料的自然外觀。在所有渲染中，我?guī)缀踔徽{(diào)整了銳度、漸暈和很少的光暈。Marmosets 光照、后期處理、渲染速度、曲面細(xì)分能力、動(dòng)畫工具和一般易用性是我選擇它的主要原因。它使我能夠高效地工作并快速看到結(jié)果，這是我喜歡的。

掌握 Substance 3D 設(shè)計(jì)師

在 Substance 3D Designer 中精通，或者說成為最好的自己，對(duì)我來說歸結(jié)為幾個(gè)主要因素：學(xué)習(xí)、組織、記憶節(jié)點(diǎn)以及它們?nèi)绾蜗嗷シ磻?yīng)，以及實(shí)驗(yàn)。

對(duì)于學(xué)習(xí)，如果您以前從未使用過 Substance 3D Designer 以及如果您有經(jīng)驗(yàn)并且只想提高自己的知識(shí)，那么現(xiàn)在有很多很棒的資源可以幫助您入門。Adobe Substance 3D YouTube 頻道、ArtStation 和 80 Level 是您無需花錢即可開始進(jìn)入 Substance 3D Designer 之旅的絕佳場所。

至于付費(fèi)，我對(duì) Daniel Thiger 的基礎(chǔ)系列和他的一般課程評(píng)價(jià)不夠高。LevelUp Digital 也有一些很棒的初級(jí)和中級(jí)課程可供購買。教程不多，但如果您可以訪問 Adobe Substance 3D 資源庫，下載 .SBS 文件并在其中四處尋找是另一種學(xué)習(xí)新方法并從一些最有才華的材料藝術(shù)家那里獲得一些技巧的方法。

組織至關(guān)重要。圖表會(huì)很快變得混亂，而且越難閱讀，您的效率就越低。隨時(shí)隨地保持井井有條是一個(gè)盡早養(yǎng)成的好習(xí)慣。正如我之前提到的，我喜歡以線性方式工作，根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，這并沒有真正限制圖表。大或小，它往往保持可讀性和清潔性。

最后，嘗試創(chuàng)建你的第一個(gè)漂亮的材料可能會(huì)讓人不知所措，我一開始肯定很吃力，但有了耐心，你會(huì)熟悉更多的節(jié)點(diǎn)，當(dāng)你記住它們時(shí)，它會(huì)成為第二天性。至于實(shí)驗(yàn)，我從一開始就鼓勵(lì)這樣做。我在材料中使用的許多模式和反應(yīng)都是亂來的，而且很有趣！