UE4場景“郊區”：建模技術，使用Substance紋理化和頂點繪製等

湯姆·特納（Tom Turner）準備了他的UE4場景“郊區”的詳細細分：建模技術，使用Substance工具進行紋理處理和頂點繪製，照明，後處理等。

介紹

嗨，大家好！我是湯姆·特納（Tom Turner），是威爾士卡迪夫（Cardiff）的環境藝術家。我最近剛從英國斯塔福德郡大學畢業，在那裡我學習了計算機遊戲設計，但是我的重點始終是那裡的環境藝術。

在上大學之前，我不知道該走哪條職業道路，總是發現自己在做所有事情。我嘗試過平面設計，照片/視訊編輯，銷售老式服裝和鞋子以及表演等方面的工作。儘管我很喜歡這些遊戲，並且在其中一些遊戲中取得了一定的成功，但即使設法讓自己闖入了幾場Netflix節目的背景，我也沒有看到自己長期做任何事情。

儘管我不確定為什麼，但我始終覺得自己應該去上大學。我是一家五口之家中的第一個，所以值得慶幸的是，我父母沒有施加任何壓力。遊戲是我從小到現在一直唯一的興趣愛好，因此我認為學習相關知識是很有意義的。在第一年，我發現這確實很困難，而且我對所使用的任何軟體都沒有任何經驗或知識。確實很有動力，但是隨著時間的推移，我能夠專注於環境藝術，從那以後就再也不想做任何其他事情了。





郊區：概念，靈感和參考

我幾乎每天都在Artstation上檢視概念，因此當我找到喜歡的概念時，請確保將其儲存以備後用！當我在場景中工作時，我想為下一個作品準備好一些很棒的概念，以便為我所愛。這引起了我的興趣，因為它使我想起了我家鄉的一個簡陋的地區，在我13歲左右的時候，我曾經用來送報紙。


該領域啟發了一些附加的講故事元素和對該概念進行的更改。我從投資組合中刪除了以前的外部環境，因此這是一個很好的機會，可以重新新增一個外部環境，並展示自開始3D以來所做的改進。這是我自畢業以來的第一篇作品，所以現在該把我學到的所有東西投入工作了

在整個專案過程中，我都充分利用了PureRef。在開始建模之前獲取資產的多個引用是一個很好的習慣。您經常會發現一些以前可能沒有注意到的細微差別，從而可以改變世界。


規劃場景和構圖

我從3ds Max開始生產，匯入了虛幻引擎模型以供比例參考。然後，我使用超基本原始形狀遮蔽了主要結構。這樣一來，我便可以快速進入UE4，並儘早進行合成，這是我以前在某些專案中有時不做的事情。我瞭解到，在專案開始時就將其確定下來，可以省去很多麻煩。然後，我可以開始對這些形狀進行迭代，不斷將其重新匯入引擎並更改組成，直到對它滿意為止。然後，我可以開始考慮較小的道具，以及它們可以適合場景的位置而又不影響我一開始的目標平衡


值得注意的是，在完成每個最終模型之後，我想在將其匯入引擎並移至下一個資產之前立即進行包裝。我通常很喜歡拆包，但是要拆包大量資產，而在此之間不做任何其他事情，可能會感到很累，所以將它分成幾塊是很好的。這也使我可以進行早期的光照遍歷，因為一旦匯入最終模型，光照貼圖就正確了。

建模注意事項和技術

房子

房子的每個部分都被建模為單獨的網格，以實現適當的光照貼圖，從而避免了煩人的長時間烘焙。


我最初的計劃是使房子的每個表面都非常平坦，並讓我的木板材料根據偽造深度來完成這項工作，無論是純粹從法線貼圖還是利用高度貼圖進行某些位移。後來我意識到我沒有得到理想的效果，所以我改用牆的角形缺口進行建模。在對它們進行建模之後，我僅用邊緣環圈劃出了放置和移除視窗的區域。


我沒有將這些刻痕降低到一個平坦的低多邊形，因為由於某些鏡頭的拍攝角度，它無法提供令人信服的足夠效果，而且它仍然使房屋每側的多邊形數保持在較低水平 ，因為它是場景的焦點。我保留了房子的內部面孔，以免日後從室內照明燈中滲出光。

垃圾箱

在計劃垃圾箱模型時，我沒有看到烘焙比中多邊形建模有太多優勢。該模型或多或少地由除了後把手和車輪上的平坦表面組成，這些表面在任何鏡頭中均不可見。此外，任何更精細的表面細節都可以直接在Painter中實現。考慮到這一點，我決定只使用中多邊形模型，並使用面部加權法線進行更平滑的倒角。


總體來說，多邊形數剛好超過1萬，其中絕大多數來自網格的圓柱部分。因為這是用於投資組合的作品，所以我很樂意犧牲多邊形數以避免出現任何可見的刻面。

我只是簡單地模擬了垃圾箱主體和蓋子的四分之一，並在底部安裝了一個輪子，並兩次使用對稱修改器來完成主體形狀。剩下的只是清理工作-卸下後蓋的手柄，優化拓撲結構並修復平滑度。


垃圾袋

垃圾袋製作起來很有趣，並且使用了非常酷的工作流程！我在Pixel Fondue的Youtube頻道上發現了這項技術，下面是一段視訊，供您仔細觀察：

我使用人體模型作為比例參考，製作了一個基本大小相當於垃圾袋大小的基本立方體。我用turbosmooth修改器對此進行了細分，以使其具有足夠的拓撲以進行變形。


我主要使用“噪聲”和“ FFD 4x4x4”修飾符，然後將立方體成形為類似於垃圾在袋中堆積的形狀。我還新增了一些漂浮的原始形狀，例如立方體（例如圓柱體），以使其看起來就像日常物品都戳在袋子的內部。還需要細分這些形狀，以為其提供足夠的頂點，以確保使用Marvelous中的布料正確模擬它們。


完成此操作後，我將網格匯入了Marvelous Designer中，並簡單地模擬了將兩塊布縫在一起的過程。我在每塊布的頂部附近新增了內部線條，當袋子綁起來時，它起到了打結的作用。通過發揮內部線條的彈性特性，使它們相互靠近並在上面保留多餘的布料，我能夠獲得良好的效果。我使用了蒸汽刷，這是一個非常棒的工具，可以用來在布上新增皺紋。這是Marvelous 3D視口中最基本的設定，以及在2D視口中縫合在一起的相應邊。請注意，如果您將彈性率設定為非常低的數字，那麼內部的線就不需要縫合在一起了



這是一項很棒的技術，因為Marvelous會為您完成很多工作。您可以使用“四邊形”功能輕鬆地將三邊形重新填充為四邊形，還可以通過更改每塊布的“粒子距離”來以程式方式增加或減少三邊形計數，從而非常容易進行高低變化 聚烤。網格也已經為您平整展開了，這真是太好了。準備模型以進行烘焙和紋理化的過程花了我大約25分鐘的時間

貼圖

對於我所做的大多數事情，我都從收集大量參考資料開始。特別是在紋理化方面，重要的是要了解表面的定義以及在不同的情況和條件下不同的材料如何在表面上堆積。我絕不是專家，而且有很多東西要學，但是在比較自己的作品和清晰的參考文獻時，我感到更加自在。





物質畫家

開始一個新專案時，我要做的第一件事是為要製作的每種基礎材料製作資料夾。例如，對於我的郵箱，我有一個用於存放木材，金屬的資料夾，以及用於郵箱標誌和標誌基座的兩種不同塑料的資料夾


我沒有用於生鏽的資料夾，因為該資料夾應用在金屬上，因此我可以使用同一資料夾。然後，我通常將一個填充層新增到每個資料夾，並對每個基礎材料應用基礎顏色，粗糙度，法線和金屬值（如果適用）。這意味著我可以獨立檢視每個通道，以確保這些值相互對應。在這裡，您可以看到郵箱的金屬當然比木棍要粗糙，這為繼續前進並因細節和變化而發瘋提供了良好的基礎。


我喜歡先處理網格的最大部分，再最小化到最小。就我個人而言，以這種方式進行操作會感覺更加進步，您可以隨時返回並稍後進行一些更改。

生成器和智慧蒙版非常適合您想要在Painter中實現的幾乎所有功能。大多數日常用品都會在某種程度上出現顏色變化和褪色，因此，請務必將其放入紋理中。這可以通過多種方式輕鬆實現。我想用要新增變化的顏色來複制該圖層，對其稍作更改，新增一個黑色蒙版，然後使用其中一個智慧蒙版將其應用於網格（Surface Worn和Dust Subtle是一些個人喜好）。如果我需要非常具體的結果，通常會使用“蒙版編輯器”生成器來建立自己的結果。有時，它可以使顏色真正變亮，以準確檢視其應用位置，然後向下撥回。



同樣重要的是，要增加粗糙度的變化，尤其是在較光滑的表面上，因為效果要明顯得多並引起玩家的注意。可以使用相同的技術來完成。



這是郵箱上粗糙度的累積。


物質設計師

在這個專案中，Substance Designer被大量使用來建立整個場景中的主要材料。其中一些是波紋金屬板，瀝青，鐵鏽，金屬柵欄和房屋的木板。這是我用於其中一些的一些快速簡便的技術。





對於屋頂，我會在波紋金屬材料的頂部鋪設網格，並且不會很明顯，因此我主要通過法線和粗糙度貼圖來獲得間隙的效果，從而獲得了不錯的效果。首先，我只需要製作一張瓦楞紙。我只是將正方形與平鋪的Gradient Linear 3混合在一起用於脊線。我用相同的漸變節點扭曲了此結果，以便從更平坦的角度檢視圖紙時進一步偽造深度。



這被輸入到幾個不同的Tile Generator節點中，每個節點使用一個不同的Mask隨機種子值。這些元素中的每一個都由不同的“級別”節點控制，這些節點都混合在一起，因此我可以為法線貼圖建立波紋金屬的底層，中間層和頂層。對於我來說，這是一種快速簡便的方法，可以針對使用的場景獲得合適的結果。


我還使用Designer來建立金屬圍欄的不透明度和法線貼圖。這項技術取得了很好的效果，一旦製作了一個鏈節圍欄，就幾乎可以全部完成！


從“波形1”節點開始，我用“轉換2D”將其旋轉了90度兩次，然後稍微偏移其中一個。將這些與減法混合模式混合在一起，可以得到我想要的一半，因此將這一過程複製到另一面，則可以得到另一半。在將它們融合在一起之前，我再次使用Transformation 2D將兩側移近中心，因此在融合時它們會重疊。在模糊使其成為曲面之後，將此圖案插入圖塊生成器幾乎可以完全滿足我的需求。



如您所見，當它們重疊時，它們似乎正在相互穿越，因此需要進行一些改進。我將每個半部分與“漸變線性1”節點混合，將其更改為“色階”，直到獲得所需的結果。


您可以在Get Learnt的Youtube頻道上找到有關此方法的教程：

頂點繪畫

在這個場景中，我在房屋的木質材料和波紋金屬屋頂/板上使用了幾次高度混合。屋頂有一個簡單的兩向防鏽混合劑，而我在房屋中新增了第三種材料，因為它是重點。它由一塊木板材料組成，沒有油漆脫落，有一塊木板有中等的脫落，還有一塊幾乎是裸露的木材。


為了進行雙向混合，將乾淨的木質紋理全部插入到一組HeightLerp節點的“ A”輸入中，將受到中等破壞的紋理插入“ B”輸入中。“頂點顏色”節點的紅色通道插入到HeightLerp的“過渡階段”輸入中，而標量引數插入到“對比度”輸入中，以控制混合的對比度。為了使材料混合以特定的方式或圖案發生，請將高度圖插入“高度紋理”輸入中。這非常有用，例如，可以使材料混合從深裂縫開始，然後影響平坦表面。



要使用其他頂點通道將第三種材料新增到混合中，請將這些HeightLerps的結果輸入到另一組HeightLerp節點的“ A”輸入中，並將另一組紋理也輸入到那些節點的“ B”輸入中。除“過渡階段”外，其餘的設定方法與之前相同，是從“頂點顏色”節點插入綠色通道，而不是紅色通道。現在，將它們組合在一起，您的第一組HeightLerp結果將進入Lerp的“ A”，而第二組結果將進入“ B”。“頂點顏色”的綠色通道插入“ Alpha”，並且Lerp節點的結果進入相應的材質輸出。


附言 對不起，義大利麵圖！

我回到Max並在可見的牆壁上新增了很多頂點，因此我可以更好地控制在哪裡繪畫以及如何將它們融合在一起。從參考上看，這種型別的損壞往往發生在窗戶和其他牆壁特徵周圍，並且在覆蓋區域（例如在屋頂下）發生的較少。




我可以通過在材質中設定的標量引數來更改兩種不同型別的損壞的對比度。

基於遮罩的紋理

我的老大學講師最初向我展示了此工作流程，它對於使用平鋪紋理對大型物件進行紋理化非常有用。在Substance Painter中對大型網格進行紋理化處理可能會導致解析度降低，因此這是避免這種情況的一種非常好的方法。它還有助於避免通過使用多個材料ID對大型資產進行紋理處理而獲得的材料繪製呼叫。它始於Substance Painter，在這裡我建立了自定義蒙版，隨後將其應用到引擎中。我在場景的電線杆上使用了這種方法，因此我將以它為例。

我為以下物件建立了4個自定義蒙版：

金屬

鏽

木材損壞/變色/變化

金屬粗糙度






這些被匯出為通道填充紋理以進一步優化

在引擎中，我匯入了通道填充的蒙版，並保留了我一起使用的所有平鋪紋理，並將每個對應的蒙版作為Alpha。將紋理貼圖設定為引數使我可以建立該材質的例項，以在其他物件上使用它，而不是從頭開始構建它。這顯示了它對於一組地圖（反照率）如何工作，對其他地圖重複了該方法。


請注意，第四反照率只是基礎木材的較暗版本，因此它是由標量引數控制的。另外，不使用遮罩的Alpha通道，因為它是純粹用於粗糙度變化的。

此GIF顯示了按反照率-法線-粗糙度-金屬的順序新增每組貼圖的過程。


樹木

我最後的樹木是用Speedtree製造的。最初，我使用免費程式TreeIt進行了一些製作，但是在可以新增多少個葉子方面似乎存在限制。場景的背景沒有太多變化，所以重要的是我要使它們儘可能的密集。因此，我不得不硬著頭皮抓住Speedtree，這絕對是值得的！

我決定製作楓樹，因為我真的很喜歡它們被樹葉覆蓋的形狀。我喜歡將優化儲存到最後，因為Speedtree使得使用每個幾何節點的優化滑塊確實很容易減少三位數。這是顯示我如何構建它們的GIF。在此過程中，我一直在不斷地與參考進行比較，以獲取正確的分支形式輪廓。


這是場景中新舊樹木的比較。


葉片材料的設定沒什麼特別的，但是我對它給我帶來的結果感到非常滿意。我將SpeedTreeColorVariation節點用於少量的顏色變化，並且次表面是基色的乘積。我打算在3DS Max中修改樹法線，但是直接將它們從Speedtree匯入到引擎後，它們已經看起來像我想要的那樣。我確保將材料製作成雙面，使它們看起來比在SpeedTree中更稠密。

燈光

關於概念的一天中的時間/照明方向，我不想做太多更改。照明只是由固定的天窗和定向光組成，我所做的第一件事就是與定向光的位置匹配，這樣我就可以得到房屋上的陰影。我無法在整個製作過程中都獲得間接的照明效果，因為我真的很喜歡房子正面和陰影的對比，但也希望它有意義。最後，我覺得好像達到了一個很好的平衡。

對於房子旁邊的四棵樹，我通過強制它們使用體積光照貼圖而不是將它們設定為“可移動”來節省烘烤時間。在“ Lightmass”設定中將體積光照貼圖細節像元大小設定為30後，我仍然能夠在樹冠中獲得一些不錯的陰影。背景中的其餘樹設定為可移動，並使用了網格距離場間接陰影。其餘的Lightmass設定如下所示。


使用“細節照明”視口，我可以輕鬆識別出直接照明最多的區域。這些是房屋/屋頂的正面，道路，垃圾箱，電線杆和郵箱。我對這些區域特別感興趣，因為我知道我可以用粗糙的外觀吸引眼球。


對於房屋的前部，材料的混合起到了輔助作用，因為油漆下面的裸露木材要粗糙得多。由於它是焦點，因此我想新增其他內容，這就是我決定新增折斷管道的地方。儘管偏離了這個概念，但它使我能夠進一步說明這種房屋維護不善的說法。我能夠為此新增一些不錯的粗糙度和鏡面高光。也可以使用前面提到的基於遮罩的紋理化處理對紋理進行紋理化。在道路上，我必須將天窗從靜態更改為固定，才能看到在Substance Designer中通過鏡面高光給出的粗糙度變化。這也確實使垃圾箱受益。在整個場景中使用了損壞貼花以進一步形成對比。


後期處理

我喜歡在引擎中使用的後處理設定都具有極小的值，因為我希望儘可能多地獨立完成。使用的一些設定是：

盛開

坡

Slope

SSAO

固態繼電器

SSR

我還限制了最小和最大曝光值，以在工作時獲得一致的照明

但是，我使用顏色LUT進行了一些重大更改。我拍攝了該場景的螢幕截圖，並將其帶入DaVinci Resolve進行了編輯。我更喜歡使用它而不是Photoshop，因為我覺得您可以獲得更準確的控制。

與概念相比，場景的高光處有很多紅色，尤其是在房子的前部和中間色調，因此我主要更改了“增益”和“灰度係數”設定，並對陰影進行了一些編輯。這是在達芬奇編輯之前和之後的內容。

在顏色分級之前與之後


在引擎中應用了顏色LUT之後，我可以在所有鏡頭中進行相同的更改。

挑戰性

總體而言，此場景僅用了不到3個月的時間即可完成。就像我所做的所有工作一樣，這個場景中有很多需要克服的障礙。如前所述，場景的許多方面最終我做了多次重做，因此場景肯定要好得多。與往常一樣，您練習得越多，就會越有收穫，而從頭開始重新制作某些東西正是這樣做的。它本身可能不會帶來最大的變化，但是當您在整個場景中多次執行此操作時，您會看到巨大的變化。有時，在花了幾個小時專注於一個領域之後，可能很難確定在哪裡進行改進。這把我帶到了最後一點。

反饋的重要性

我習慣於在不同的藝術社群和論壇中定期釋出WIP照片。我無法表示這與我的工作成果有多大的差異。只要您願意與藝術家指出需要改進的地方（這是自己的一個好習慣），它就能極大地改善您的作品質量-您可以在此過程中學到很多東西！其他人經常指出一些我永遠不會注意到的事情，從而使我能夠經常學習，並最終成長為一名藝術家。現在有如此眾多的論壇和Discord伺服器，從業界人士那裡獲得寶貴的反饋無需花費任何成本。特別是對於環境藝術，我強烈建議體驗積分不和，DiNusty帝國不和諧和Polycount論壇/ Slack。

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後記

如果您已經做到了這一點，非常感謝您的閱讀！我絕不是行業專家，我每天都在學習，但我希望您可以從本文中獲取寶貴的東西。我要感謝80 Level給予我機會細分現場，希望我將來會再來一次。請隨時在ArtStation上關注我，並在LinkedIn上與我聯絡。我也樂於解答有關場景或其他任何問題，因此請隨時與我們聯絡。

在此之前-善待自己，穿上自己想要的衣服，並始終徵求反饋。

3D環境美術師Tom Turner
Arti Sergeev進行的採訪
轉載地址：
https://80.lv/articles/the-suburbs-ue4-environment-breakdown/
來源：Game藝視界
原文：https://mp.weixin.qq.com/s/INB9-qEICY_L3DUIHNuYOg