SUBSTANCE | 聯(lián)合UE4實(shí)現(xiàn)驚人渲染
Substance官方對(duì)我之前保時(shí)捷系列項(xiàng)目的一個(gè)采訪。原文是英文的,所以中文版可能有一點(diǎn)點(diǎn)翻譯腔??傊?,希望你們喜歡。

Porsche 911 Revolution
一切都開始于一個(gè)微小的想法。2018年初,我希望探索Unreal Engine在不受商業(yè)項(xiàng)目限制的情況下所能達(dá)到的極限畫質(zhì),于是用了半年的業(yè)余時(shí)間做了下面這個(gè)作品:Porsche 911 Revolution。
(原帖在:https://www.zcool.com.cn/work/ZMjc3ODU4NjA=.html? )
原本這個(gè)項(xiàng)目是沒有副標(biāo)題的,之所以最后叫Revolution,是因?yàn)槲以谕瓿蛇@個(gè)項(xiàng)目后被UNREAL ENGINE的實(shí)力震撼到了。對(duì)我而言,它幾乎顛覆了整個(gè)我所熟悉的CGI創(chuàng)作流程,它第一次讓我可以拋開各種繁雜的技術(shù)細(xì)節(jié),比如GI噪波,抗鋸齒參數(shù),多通道合成等等。
這對(duì)于創(chuàng)作心情而言是一個(gè)極大的改善;在這個(gè)項(xiàng)目中,我甚至連后期處理都沒有做!這種直觀性,以及創(chuàng)作的自由度于我而言更是革命性的,因而我給它取了這個(gè)名字 - Revolution。



這個(gè)項(xiàng)目取得了很大的成功,Epic Games邀請(qǐng)我在China Joy上專門做了展示;而且在Unreal Open Day開幕式上,Tim Sweeney甚至親自介紹了這個(gè)項(xiàng)目。
下面是項(xiàng)目實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)的錄屏(使用了一張GTX1080顯卡):

這也是我第一次使用Substance工具。起初是我的一位很棒的攝影師朋友Hartmut Noerenberg,他正在用業(yè)余時(shí)間學(xué)習(xí) Substance Painter,我看了他的操作以后覺得很有趣,于是也想上手試試。
當(dāng)時(shí)車輛材質(zhì)已經(jīng)幾乎全部完成了,于是我就使用 Substance Source + Designer做了地面。雖然只使用了入門級(jí)的技術(shù),但是我對(duì)最終結(jié)果非常滿意。下面是幾張地面特寫:


下面是 Substance Source 的基礎(chǔ)材質(zhì),以及使用 Substance Designer 做的修改。我把重要的節(jié)點(diǎn)都進(jìn)行了標(biāo)注。

關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)如下:
Dirt,BnW spots:我非常喜歡Designer的噪點(diǎn)生成工具,相對(duì)實(shí)拍的噪點(diǎn)紋理來說,它更加自由,并且四方連續(xù)會(huì)更好。
Normal Combine:雖然是個(gè)很簡單的節(jié)點(diǎn),但是我真的非常喜歡這個(gè)功能。因?yàn)樵谥?,我都是使用Photoshop來做法線混合的。相比于Photoshop的手動(dòng)操作,這個(gè)節(jié)點(diǎn)簡直太簡單,太高效了!
Histogram Range,Levels:這主要是為了后期發(fā)布.sbsar以后,方便在引擎中調(diào)整蒙版混合量所使用的節(jié)點(diǎn),等同于在Photoshop中對(duì)Alpha通道使用曲線圖層。
Porsche 911 Rev2
時(shí)間到了2018年末,實(shí)時(shí)光線追蹤技術(shù)(DXR/RTX)開始普及,Epic Games和Porsche一起做了一個(gè)使用實(shí)時(shí)光線追蹤技術(shù)的911 DEMO,我對(duì)此非常感興趣,于是也就摩拳擦掌,等著正式版發(fā)布以后練練手。之后就有了Porsche 911 Rev2,即Revolution第二版。
由于上版本只做了外觀,所以這一次的目標(biāo),自然是做內(nèi)飾了。

考慮到這一次的目標(biāo)是探索實(shí)時(shí)光線追蹤(DXR)和傳統(tǒng)光線追蹤有何異同,以及新技術(shù)所能達(dá)到的寫實(shí)程度,因此我把制作目標(biāo)設(shè)定為:創(chuàng)建一套標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品攝影棚效果圖,在不使用任何花活兒(Eye Candy)的條件下盡可能追求中性和真實(shí),即越像普通照片越好。
下面是Rev2的圖片渲染結(jié)果(使用了一張RTX TITAN):
(原帖在:https://www.zcool.com.cn/work/ZMzU2MzY2NDQ=.html? )




這也是我第一次大規(guī)模使用Substance 工具,由于在之前的項(xiàng)目中,我已經(jīng)對(duì)它們比較熟悉了,所以這一次幾乎所有的材質(zhì)都是使用Substance生成的。
它們有的是直接使用了 Substance Source(https://source.substance3d.com/? )庫里面的資源,有的是基于Source資源做的調(diào)整。我必須說,對(duì)于產(chǎn)品表現(xiàn)來說,Source實(shí)在是太棒了,以至于這個(gè)項(xiàng)目結(jié)束后,我已經(jīng)離不開它了。
下面我會(huì)做一個(gè)演示,這是一個(gè)小技巧,通過混合兩個(gè) Substance Source 模板以及一張現(xiàn)有的貼圖,來為內(nèi)飾的皮質(zhì)增加額外的細(xì)節(jié)。
首先,我下載了兩個(gè)材質(zhì)預(yù)設(shè),分別是Bull Leather(公牛皮)和Oled Dashboard Screen(OLED 中控屏)。

Bull Leather是我一直都很喜歡用的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模板,它很適合用來模擬嶄新的座椅,直接在場景中使用的結(jié)果就像下圖:

這種效果對(duì)于汽車表現(xiàn)是足夠的,畢竟嶄新的汽車最好看。
但是在這個(gè)項(xiàng)目里,我想額外做一點(diǎn)有意思的細(xì)節(jié),讓座椅變得更像我們?cè)谌粘I钪幸姷降哪菢?,有一點(diǎn)點(diǎn)褶皺,以及一點(diǎn)點(diǎn)油污,變得更耐看,就像下圖這樣:

另外,Substance對(duì)于制作這些小細(xì)節(jié)真的很方便。以前使用Photoshop耗費(fèi)一天完成的工作量,現(xiàn)在在Substance中只需一個(gè)小時(shí)!
為了達(dá)到這個(gè)效果,首先我把Bull Leather的.sbsar包導(dǎo)入U(xiǎn)nreal Engine,然后基于Substance生成的材質(zhì),做了下面這樣的調(diào)整。

其中重要區(qū)塊Leather_roughness和Leather_Normal的截圖如下,我也標(biāo)注了重要節(jié)點(diǎn):


leather_roughness_additional_MASK_Texture:這是一個(gè)額外的紋理節(jié)點(diǎn),用來對(duì)皮質(zhì)的粗糙度產(chǎn)生干擾,以模擬日常生活中出現(xiàn)的油漬,來避免一種完美統(tǒng)一的平滑度表現(xiàn)(這是CG圖像的常見問題)。
這個(gè)節(jié)點(diǎn)的紋理來自于我剛才提到的Oled Dashboard Screen(OLED 中控屏),這個(gè)材質(zhì)模板的Roughness貼圖可以完美地模擬指紋效果。所以我既將它用在了中控屏幕上,也用在了座椅皮質(zhì)上,如下圖所示。


這張Roughness貼圖如下:

leather_additional_Normal:這是一個(gè)更加有趣的節(jié)點(diǎn),它的功能是為Bull Leather增加額外的褶皺。我從Unreal Engine發(fā)布的車輛材質(zhì)模板(AutomotiveMaterials)中找到了一張非常棒的紋理T_Alcantara_Cloth_N,它是示例Alcantara材質(zhì)的法線貼圖。
我用BlendAngleCorrectedNormals節(jié)點(diǎn)將它作為額外法線通道,同Bull Leather的原始法線通道進(jìn)行混合,來模擬座椅的褶皺,之后就得到了你們?cè)谏衔闹锌吹降哪莾蓮埿?默認(rèn)皮質(zhì)的對(duì)比圖。
這種褶皺的效果并不強(qiáng)烈,但它能在細(xì)微之處增加很多耐看的細(xì)節(jié),并且操作非常簡單。下面是這張貼圖:

同樣的操作也能通過 Substance Designer 實(shí)現(xiàn),具體用哪種方法更多的取決于你的使用習(xí)慣。但是需要提醒的是,如果考慮Runtime的最終運(yùn)行幀率,使用 Substance Designer 將整個(gè)材質(zhì)轉(zhuǎn)換為普通紋理貼圖是最好的方法,因?yàn)檫@樣可以節(jié)省一些資源,特別是對(duì)于復(fù)雜的材質(zhì)來說。但是這樣做也有顯而易見的壞處,即你會(huì)喪失二次調(diào)整的靈活性。
Substance Source 于我而言,最大的好處是提供了一個(gè)完整的,工業(yè)級(jí)的材質(zhì)庫。在使用Source之前,當(dāng)我想要做某個(gè)材質(zhì)時(shí),我一般有兩種方法:
上網(wǎng)下載貼圖,然后自己制作3D材質(zhì):我需要上網(wǎng)下載我所需要的貼圖,然后在三維軟件中把它們混合成我需要的材質(zhì)效果。在這個(gè)過程中,我通常需要在Photoshop中對(duì)貼圖的各個(gè)通道進(jìn)行反復(fù)微調(diào),并且反復(fù)切換不同的燈光環(huán)境和攝影機(jī)角度,來確認(rèn)這個(gè)材質(zhì)在各種光照和視角下都有統(tǒng)一的表現(xiàn)效果。通常,創(chuàng)建一個(gè)這樣的材質(zhì)需要耗費(fèi)幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間。
手動(dòng)拍攝照片,自己制作貼圖,然后再制作3D材質(zhì):這比上一種方法更加困難,因?yàn)槲倚枰约簩?duì)貼圖處理四方連續(xù),并且修飾掉拍攝時(shí)的額外信息和瑕疵,比如拍攝現(xiàn)場的光照,環(huán)境色溫,以及重復(fù)性的細(xì)節(jié)等等。通常,光是處理這些照片就需要花費(fèi)我?guī)讉€(gè)小時(shí)的時(shí)間,然后我再手動(dòng)重新做一遍上面的工作。這項(xiàng)工作最早讓我覺得樂趣十足,然而,久而久之我對(duì)它簡直厭惡透頂。




Source簡直解放了我大把的時(shí)間和精力,它讓我手邊就有一套規(guī)模龐大的工業(yè)級(jí)材質(zhì)庫,能直接在UNREAL里查看材質(zhì)效果,并且通過.sbsar文件自帶的參數(shù)切換預(yù)設(shè)。
下面的是一些我常用的 Substance Source 材質(zhì),推薦給你們:

Substance Source 于我而言也代表著一種測試基準(zhǔn),即我假定source材質(zhì)的效果是正確的。如果我導(dǎo)入U(xiǎn)nreal Engine之后有什么不對(duì),我會(huì)調(diào)整環(huán)境光照和后處理設(shè)置(Post Process),使之看起來正確。這種方法雖然不一定物理準(zhǔn)確,但是它幫我節(jié)省了很多腦力,使我不必去糾結(jié)到底是材質(zhì)錯(cuò)了還是燈光錯(cuò)了?
總之,在過去的多年中,我都在使用傳統(tǒng)的CGI創(chuàng)作技術(shù),這兩個(gè)業(yè)余時(shí)間的項(xiàng)目將我直接拽入了游戲技術(shù)的汪洋大海之中,向我展現(xiàn)了另一個(gè)廣闊的世界。我相信這類技術(shù)將會(huì)飛快地普及開來,并且深入及革命性地改變整個(gè)CGI行業(yè),你我共勉。
關(guān)于汽車模型:這倆精致的保時(shí)捷汽車模型,是我的朋友方向在他的業(yè)余時(shí)間使用Polygon一點(diǎn)一點(diǎn)做出來的,包括完整的內(nèi)外飾組件;此外,內(nèi)飾中幾乎所有的儀表和按鈕貼圖也都是他用手一點(diǎn)一點(diǎn)畫出來的,他真是一個(gè)非常厲害的CG藝術(shù)家。
他的作品鏈接:
https://www.zcool.com.cn/u/15835252?(不要被他的標(biāo)簽騙了,他不是學(xué)生)?
內(nèi)飾貼圖(使用?Illustrator完成):

一些模型截圖:
原文在:https://www.zcool.com.cn/work/ZMjQyMjQ1NzI=.html



最后,附上成就感滿滿的Substance啟動(dòng)頁面截圖,注意左下角:

以及原始的英文鏈接:
https://www.substance3d.com/blog/breathtaking-realtime-renders-substance-source-and-ue4??