在 Maya、ZBrush 和 Substance 3D 中创建 1890 年代的缝纫机 -Maya使用教程「瑞云渲染」

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2022-10-11 18:47:41

Ryan Honey 向我们讲述了他在 1892 年 Singer Sewing Machine 项目背后的工作过程，谈到了他对拓扑结构和展开模型进行纹理处理的方法，并分享了他如何设置木质和金属表面，快和云渲染小编一起来看看内容吧。

介绍

你好！我是育碧多伦多的模特和灯光艺术家 Ryan Honey。我的艺术之旅始于对数字概念艺术的兴趣。我的重点是景观环境和场景构图。我毕业于杜伦学院，获得游戏艺术高级文凭。我的重点是 3D 建模、纹理和环境艺术。在学校期间，我特意参加了 3D 艺术社区和挑战。在我的个人工作中，我现在主要在 Ubisoft 和 Unreal Engine 5 使用 Snowdrop。

我最近参与的一个项目是我最终赢得了 Ubisoft NEXT 2022 3D 艺术挑战！以下是其中的一些展示：

您可以在 ArtStation 上找到整个项目细分。

灵感和参考

在从 Ubisoft 获得关于挑战环境的书面提示后，我开始制作一个“情绪板”，其中包含大量 eBay、Reddit、Pixabay 和 Google 图片参考。我喜欢使用 PureRef 启动参考板。

我知道“歌手 1892 缝纫机”道具需要看起来很古董。身体需要显示磨损和明确使用。锈迹、划痕、粗糙磨损和贴花等细节将很重要。我什至从朋友提供的照片中提取了一些细节（型号#，金属品牌徽章）。他们的名字是 Clarissa Salati，您也可以在ArtStation上找到他们。

纹理参考也可用于生成垃圾 Alpha。通过将这些带入 Photoshop 并进行黑白滤镜和级别处理，我们可以生成一些用于雕刻和纹理的出色 Alpha。

造型

我从主体的低多边形遮挡开始，省略了 Maya 中的所有小金属功能部件。这是匹配原始 Singer 缝纫机的形状、体积和轮廓的重要步骤。

我使用所有这些收集到的参考来确保比例匹配。然后我将身体的低多边形带入 ZBrush 进行高多边形细节传递，其中包含所有小型细节，如肿块、金属挤压、划痕和凹痕。

我使用生成的 alpha 库将细节投射和雕刻到高多边形中。这是唯一需要雕刻的部分。所有其他细节都出现在纹理阶段。

然后我对所有的金属机械钻头进行建模，其中很多都是从圆柱体和齿轮基元开始的。我使用生成的螺钉、螺栓和螺母库将这些钻头连接到车身。

更复杂的形状是使用 Maya 中的 Create Polygon 工具制作的，然后在 Maya 中对小对象进行快速自动重新拓扑。我使用 vert snap (V+drag) 使模型居中。

木制地基是使用带有一系列斜面和挤压件的立方体制成的。木制基础是一体的，防水网。车轮使用圆环图元建模，向内挤压，并细分以添加弯曲细节。

线程实际上只是简单的圆柱体，带有生成的字符串纹理和法线贴图，以伪造线程的微小细节。

拓扑

缝纫机机身的拓扑结构是唯一不是从具有适当、均匀、四边形拓扑结构的原语开始的东西。在 ZBrush 中完成身体的高多边形之后，我在模型周围绘制了 ZRemesh 引导环，以引导边缘循环进行重新拓扑。

我将不需要大量垂直密度的区域绘制为蓝色，并将可以近距离看到的区域绘制为红色，以指示更多的垂直密度（ZBrush 中的 PolyPaint）。借助 ZRemesher Guides，我使用 Decimation 和 ZRemesher 将高多边形减少到可管理的低多边形，没有边缘螺旋。我将多边形计数降低到一个很好的中等数量，可以在实时引擎中运行，但还不足以丢失太多细节。

至于UVing，Maya的UV工具包是我的首选软件。我从所有模型上的平面 UV 投影开始，然后手动剪切（Shift+X，UV 编辑器悬停时）并缝合（Shift+S，悬停时）边缘。我隐藏了角落上的接缝和物体上的刺。如果您知道您的模型只能从特定的一组角度看到，那么在它的底部制作一个 UV 岛可以让您获得一些可以在模型的其他区域使用的很好的纹素密度。我在 Maya 的 UV 编辑器中使用微调和优化笔刷来尽可能地调整我的 UV。

这是充分利用我的 1:1 比例 UV 贴图的重要一步。然后，我对我认为应该包含在材质 UV 中的所有对象进行了打包布局。在 Unity 和 Unreal 等引擎中使用 UV 材质制作一些图集是节省纹理内存和纹理绘制调用的好方法。一般来说，紫外线图集非常重要，尤其是在环境艺术中。

纹理

打包完所有的 UV 通道后，我将模型带入 Substance 3D Painter 进行烘焙和纹理处理。

只有缝纫机机身和轮子需要烘烤。我通常会在烘焙过程中增加光线投射，使 Substance 3D Painter 中的默认值加倍。如果模型需要，我还会关闭单独对象的自遮挡并在最后单独执行环境遮挡烘焙。

SP 中的一个很棒的工具是低多边形和高多边形后缀设置，如果您相应地命名您的对象（我使用 _LP、_HP 和 _BF），您可以烘烤而无需进行爆炸烘烤（在世界空间中分离它们，烘烤，然后通过用未爆炸的版本替换网格来重新组合）。这是拨入并正确处理的重要一步，因此我们不会得到任何烘焙工件。

我通过添加一些重要的填充和过滤层来设置每个 Substance 3D Painter 项目。首先，我在我的着色器设置中设置法线和环境光遮挡混合来替换。

然后我将我的法线和 AO 贴图添加到我的图层堆栈的底部，并将其标记为紫色，以免迷失在接下来的许多图层中。

我这样做是为了如果烘焙变得不守规矩，而不是花时间制作笼状网格或将其带入狨猴进行烘焙绘画，我可以在 SP 中存在问题的法线或 AO 地图区域上方进行绘画。一个非常快速的修复。将任何已编辑的法线或 AO 设置为锚点是一个好主意，这样您就可以参考它，而不是人工制作的法线或 AO 贴图。

使用锚点作为智能材质和智能蒙版的参考，而不是原始烘焙贴图。这是一个很棒的视频，解释了 SP 中的锚点，这是一个解释修复烘焙法线和 AO 的视频。

在我的图层堆栈的顶部，我总是有一个填充图层，它引用了基础颜色通道中的曲率，并将该图层的混合模式设置为覆盖，不透明度为 40-80。然后我对此进行级别处理并提高最小白色级别，以便叠加不会使某些区域太暗，而只会使边缘突出。或者，我根据模型在关卡紧缩之前添加一个模糊过滤器，以便我可以控制曲率对颜色影响的粗细。

另一个顶层是设置为正片叠底混合模式的填充层，不透明度 20-50。这用于基础颜色和高度通道。模糊它并根据您的喜好将其压缩。将此高度不透明度设置得非常低。太多（特别是如果模糊）会使它看起来很粗糙。此高度信息要求您的法线有一些额外的深度，您可以通过遮罩控制强度。这是一个视频，展示了层堆栈和曲率/AO 颜色层的作用：

在这两个顶层下方，我有一个基础颜色和粗糙度设置为 Passthrough 的 PAINT 层。这引用了图层下方的所有颜色和粗糙度信息。从 0.3-0.5 强度向颜色和高度通道添加锐化滤镜。这为频道增加了一些细节，尤其是在远处观看时。

然后，当我的“后”层设置好并且我的烘焙效果很好时，我使用了一些我创作的智能材料金属，试图找到与参考相匹配的合适。我选择了带有金色程序亮点的深色和生锈的东西（从黄色变为白色）。

我添加了一个生锈材料层并将其复制以制作更环保的生锈版本。这是为了让它呈现出带有一点绿色的氧化金属的外观。这种锈具有粗糙度、高度和法线信息，这些信息与光一起使用，并以一种使物体看起来古老且使用良好的方式分解金属。

获得满意的金属和颜色后，我开始放置使用 Substance Sampler 提取的贴花和印章。我使用他们自己的 Singer Sewing 机器的朋友提供的照片和 eBay 上的照片来提取贴花和印章细节。例如，金色花卉图案、文字和金属品牌标志。

我将照片带入 Photoshop，围绕我需要的内容进行蒙版，然后将这些（以 1:1 的比例）导入 Substance Sampler。我使用 Sampler 使用其 AI 驱动的“图像到材质”功能生成 PBR 通道纹理，该功能仅从一张照片生成粗糙度、高度、AO 和法线贴图纹理。我将这些纹理导出到 Substance 3D Painter 中，然后使用平面和三平面投影填充将它们投影到我的模型上。这让我可以移动贴花，因为我想匹配我的参考。在导入这样的贴花时，一个非常棒的工具是使用锚点将这些贴花用作程序材料的微细节。

当智能材质可以通过锚点引用法线和 AO 信息以程序化地填充贴花时，向贴花添加锈迹、污垢或垃圾很容易。

至于木底座，我使用了带有明显大木纹图案细节的东西来匹配我的参考。我想给它一个漆木外观，所以我希望它具有低粗糙度，并且除了大的、俯冲的、纹理细节之外没有太多的正常信息。少量的微法线和高度细节。为了显示木材上的磨损，我使用了污垢遮罩和污渍垃圾来显示木屑，添加了一个设置为 1000 分割强度的模糊斜率，以使边缘上的小微表面碎屑更加可信。

这是一个分解 SP 中的 Blur Slope 节点的视频。您也可以将自己的垃圾和噪声图插入过滤器以添加个性化细节。

最后一个细节是在整个模型上散布蜘蛛网。腹板只是折叠的两侧平面。这些纹理是从照片中提取出来的，并在网上找到并变成了一张阿尔法图集。我在 Maya 中编辑了平面的 UV，使它们与蜘蛛网纹理对齐。

在使用粗糙度和高度通道进行最终磨损、撕裂和刮擦之后，我使用 Substance 3D Painter 的 Unreal 预设通道打包导出了我的纹理，其中我们有 3 张颜色、法线和 AO+粗糙度+金属（通道打包）贴图。

设置最终模型和渲染

最终模型在 Marmoset Toolbag 的实时渲染器中渲染。我使用 HDRI 天窗、深度雾以及一系列点光源和聚光灯照亮了 Marmoset 场景。每个摄像机角度都是 Marmoset 中自己的摄像机，具有自己的视野、景深焦点和后期处理效果（如色调映射、光晕、晕影等），以最佳匹配摄像机角度。在这里，我使用 Marmoset 的 Light Controller 根据其法线向量动态照亮表面：

我在 Marmoset 和 SP 中使用 ACES 颜色空间（也在 UE5 中）。在所有软件中使用相同的色彩空间可以更好地保证您在每个目标渲染中获得相同的外观和感觉。这是来自令人惊叹的 William Faucher 的视频，介绍了如何在您的 Substance 3D Painter 项目中设置 ACES。