风格化环境中的纹理和视觉特效
介绍
你好！我的名字是 Joey Dhindsa，我是来自洛杉矶的 3D 技术艺术家。我于 2015 年毕业于加州州立大学富勒顿分校，目前在 Talespin 工作，帮助创建虚拟现实体验。在过去 3 年多的时间里，我参与了许多关键项目，包括CoPilot，该项目帮助教授 VR 用户在劳动力中建立有效的软技能。对我来说，戴上 VR 耳机并知道自己即将沉浸在自己的 3D 环境中是最令人欣慰的感受之一。艺术家现在可以步入他们自己的虚拟世界，发现自己以完全不同的方式体验设计。我们生活的激动人心的时代！
我记得在初中时，我开始阅读一本关于在 Maya 中创建 3D 资产的书。在那之前的几周，我看过迪斯尼的超人特工队，我无法摆脱想要创造一些我自己设计的东西。在大学时，我开始学习 Unity 或 Unreal 等游戏引擎，并发现自己渴望了解有关设计和艺术的未来的一切。
我喜欢把自己想象成一块海绵，不断扩大我在广泛的艺术相关主题方面的知识，以获得不仅开始一个项目而且把它付诸实践所需的技能。我不断提醒自己，在开始项目之前提前考虑技术挑战的同时，将我的想法从过于宏大的想法简化为更加包含和可管理的东西。这样，我可以从头到尾专注于关键元素，同时激发我将项目描绘到最后阶段的动力。
窃取的知识：项目开发
在开始我的 Stolen Knowledge 项目之前，我遇到了一个艺术家的障碍。我们都去过那里！夜深了，您可能会在手机上浏览 ArtStation，一边欣赏大量视觉上令人惊叹的 2D 和 3D 道具和环境概念，一边感到敬畏。但是没有足够的灵感来触发你有目的的行动来采取步骤并创造你自己的东西。就在您决定放下手机上床睡觉时，某些事情会激发您的想象力。突然，你曾经下垂的眼睛现在充满了活力，一股突如其来的想法涌入你的脑海。这就是当我遇到一位非常有才华的概念艺术家Baldi Konijn的作品时发生的事情. 他在游戏《暗黑血统创世纪》中收集的风格化艺术作品重振了我想要创建自己风格化 3D 环境的那一面。立即，我告诉自己要思考，“包含和可管理”，正如我在介绍中所讨论的，这可能就是为什么该项目花了 2 个月而不是从未花时间完成它的原因。
我的计划在我下班后的晚上开始形成。我开始收集道具和结构概念的拼贴画，我觉得建模很有趣。以下是我整理的内容：
在所有收藏的艺术品中，恶魔般的面孔和从其中倾泻而下的熔岩的岩石资产立即引起了我的注意。我把这个概念定为我的英雄资产，从某种意义上说，它应该是我项目的焦点，相应地决定周围的环境。我想，“如果这块神秘的岩石中蕴藏着丰富的黑暗秘密和知识，并且为了提取它可能知道的一切而被监禁呢？” 基于这个想法，我想象长链将这块邪恶的岩石固定到位，同时强调它周围的柱子。在花了一些时间在 Maya 中屏蔽环境之后，我将我拥有的东西导出到虚幻引擎中，并尝试了构图和照明，直到我认为我的艺术方向是正确的。顺便一提，在处理合成时，视口中的虚幻三分法网格是我最好的朋友。这是我的早期结果：
花时间屏蔽场景确实帮助我处理了构建它所需的所有资产。这是进一步遮挡场景的外观；这是我在进入下一阶段之前着陆的地方：
我决定首先在英雄资产上工作，以保持我的动力。多年来我一直是Michael Vicente 的忠实粉丝，他有一些 ZBrush 画笔可以用来促进雕刻风格化资产的过程。谢谢你，迈克尔！研究他的风格化雕刻帮助我在使用他的画笔时更好地理解比例、纹理和技巧。在 ZBrush 中使用了几个小时后，它看起来是这样的：
纹理
在 ZBrush 中将岩石抽取成较低的多边形模型后，我将其带入 Maya 并对其进行 UV 处理。接下来是 Substance Painter。这是一个基本的细分：
在 SP 中烘焙所有纹理后，我首先创建一个新的填充层并应用基色，然后通过生成器添加另一个带有一些污垢的填充层。接下来是边缘暗度和边缘高光。对于这种风格化的纹理，我给自己制定了一些规则以保持一致性：
- 距离表格边缘最远的整体颜色应该更亮。
- 当靠近表格边缘时，颜色应该变暗。
- 直接在表格边缘的颜色应该是最亮的，以创建高光。
为了实现这一点，我将之前烘焙的曲率贴图添加到填充层，并进行了级别调整以获得如下效果：
接下来，我添加了一些整体白噪声，同时屏蔽了部分白噪声以改变效果。还添加了颜色变化和发光。每次将另一个填充层添加到项目中时，我都喜欢指定它自己的粗糙度值。最后但并非最不重要的一点是，在 Unreal 中设置材质时，我喜欢将 AO 直接添加到我的颜色中以进行优化。
Substance Designer 用于创建 4 种自定义材料。在 Unreal 中顶点绘制的帮助下，其中两种材料用于形成墙壁 – 砖块和灰泥。
对于砖块，我从一个简单的正方形开始，并在混合节点时使用渐变减去它的部分。使用扭曲节点，我能够在将 alpha 输入到瓦片生成器之前给砖块一个不均匀的外观。在调整生成器设置后，我使用了其他节点来帮助输出反照率、粗糙度和法线贴图。
对于 Stucco，我创建了两个不同大小的抛物面，并用混合节点覆盖它们以帮助模拟风格化的孔。我通过一个瓦片生成器运行这个 alpha，改变位置、旋转、大小、比例和孔的数量。设置好这两种材质后，我转到 Maya 并将边缘段添加到墙模型中。
更密集或彼此靠近的部分将被涂漆以露出砖墙。这是仅具有反照率的顶点着色器的概述：
我通常将金属度、粗糙度和高度或混杂贴图添加到单个纹理文件的 R、G 和 B 通道中。在这种情况下，我将砖块高度贴图与顶点 R 颜色相乘，并添加了一个参数来控制高度强度。这样，当砖在灰泥下露出时，它会感觉更自然和明显。这是具有反照率、粗糙度和法线的顶点着色器的概述：
我使用 Substance Designer 制作的另一种材质是 Dirt。
对于污垢，我使用了与前面讨论的相同的方法，并在将抛物面输入到瓦片生成器之前从抛物面中减去了部分。
我使用 Substance Designer 制作的最后一个材质是 Lava。
视觉特效
在 Substance Designer 中创建熔岩材质后，我模拟了从 Maya 中的 Hero 资产倾泻而下的 3D 熔岩瀑布。下一步涉及 UV 映射，以便 UV 从熔岩瀑布模型的最高点开始，并在模型的最低点结束。这样，当我在 Unreal 中设置材质时，熔岩纹理将在 -y 方向平移时完美平铺。在 Maya 中，我借此机会在熔岩瀑布模型上绘制顶点颜色。我想创造一种效果，使熔岩在熔岩瀑布的最高点清晰可见，并在最低部分略微消散。最高点涂成红色，最低点涂成绿色。在下面的参考图片中，绿色显示为黄色，因为我在最低点平滑了红色和绿色之间的颜色。这应该会降低 Unreal 中耗散效果的粗糙程度。
我创建了一个参数来使用不透明度强度，这有助于我实时控制耗散水平。
我的下一个目标是为蜡烛添加火焰，我希望火焰具有可信度。这个想法是以这样一种方式模拟火焰，每个人都会有不同的动画。
为了获得这种效果，我搜索了互联网，直到我在YouTube 上找到了Quixel 的一个很棒的教程，其中介绍了动画植被的过程。我使用了本视频中教授的相同原则，但在创建火焰着色器时将其乘以 R 顶点颜色通道。
我有幸参与的另一个 VFX 是精神龙卷风。
为了获得这种效果，我构建了一个圆形模型，该模型形成了类似龙卷风的结构。在对该模型进行 UV 映射后，我将其复制了 3 次，并将其分别旋转了 90、180 和 270 度。UV 贴图设置为允许纹理从左到右（x- 到 x+）平移。纹理本身在 Targa 文件的 RGBA 中包含不同的元素。R 通道用于通过 UV 的一个部分和 G 通道通过另一部分滚动精神头骨。B 和 A 通道是一个额外的好处，可以帮助添加一丝雾气。这是设置的样子：
人们只能想象改变 RGBA 通道以创建各种不同效果的所有可能性。
灯光
在尝试增强场景中的整体照明时，实时和烘焙灯光的组合可能很有效。这是遮挡照明的早期示例：
总的来说，我希望灯光比周围环境更能突出英雄资产。如上图所示，可以看到从英雄资产上方的聚光灯射下的体积照明。这有助于突出对构图这一区域的关注。
照亮这个场景的挑战之一是某些资产开始在英雄资产周围的黑暗中迷失。如果我打开整体全局照明，英雄资产开始感觉越来越不像主要景点。在不牺牲周围资产的可见性的情况下，在整个场景中找到良好的照明平衡是关键。
我认为照明是贯穿整个项目的一个持续过程，在此过程中您会不断进行关键调整。对我特别有帮助的是，从项目一开始就首先屏蔽灯光，以找到艺术方向。在那之后，我会在填充场景时每隔一段时间定期调整照明。最后，一旦环境完全填充，就可以进行一些最终调整。还值得注意的是，当纹理资产颜色一致性很重要时。在下图中，吸引观众注意力的主要事物是粉红色的熔岩和水晶，以及有助于打破单调的蓝色火焰。但是场景的其余部分相当一致，并且由于全面的色调和值，颜色相互搭配得很好。
在使用实时灯光的同时，我想借此机会为灯和柱子的火光效果注入活力。为此，我在 Unreal 中创建了一个灯光函数来模拟闪烁效果：
效果很微妙，也许不需要，但我觉得它增加了一定程度的氛围。将此光照函数添加到点光源的结果变化如下图所示：
照明的整体颜色选择提供了一种黑暗和险恶的气氛，然而，关键资产上的发光灯的暗示成为销售幻想魔法世界想法的奖励。添加自发光是一回事，但可以通过在自发光 alpha 上平移云纹理以改变强度来进一步增强它。
最后的想法
虽然我遇到了很多技术挑战，但我在这个环境片上工作很有趣。不仅从头到尾的过程都很愉快，而且我也觉得我的艺术更成熟了。为这个项目雕刻和纹理所有资产是非常令人兴奋的！我在 Unreal 中面临的挑战之一是解决光照烘焙错误。我在烘焙灯光时遇到了很多问题，即因为错误说明我的光照贴图上有重叠的 UV。在将资源导出到 Unreal 之前，我必须在 Maya 中三重检查我的 UV，并确保它们完美无缺。另一个挑战是在资产纹理化过程中找到良好的色调和价值平衡。最初，所有石头资产的颜色饱和度水平有点过高，当在外墙、柱子周围使用蓝光时会产生类似绿色的效果。和地砖。降低饱和度可以减轻绿色效果，并使石头资产的外观和感觉更自然。
这个环境绝不是完美的，如果您有任何建议或想分享自己的一些技巧和窍门，请随时通过我的ArtStation 个人资料与我联系。我很想听听你的意见。
对于阅读这篇文章的艺术家们，如果我能给出一个建议，那就是照顾好自己的健康。购买站立式办公桌可能是个好主意，这样您就不会整天坐着。并且请抽出时间锻炼身体并选择更健康的食物，这样您就可以充满活力地寻求打造下一个出色的艺术作品。
