在Maya和Substance Painter中制作医用怀表
介绍
大家好，我叫 Alex Bouhabén，是一名来自马德里的 3D 道具/环境艺术家。我于 2013 年在ESNE（马德里）开始做 3D，在那里我学习了 4 年的“视频游戏设计与开发”学位。那个时候我更喜欢 2D 和概念艺术，所以 3D 对我来说就像是次要的东西。自从 2-3 年前我重新发现它并开始更加努力地工作并更多地了解它（程序、工作流程等）以来。终于找到了我的职业道路后，我一直很喜欢为角色和环境制作道具，尤其是游戏。在此期间，我曾与一些小公司和客户合作，从事自由职业，现在我在Dekogon工作，创造一些很酷的资产。
医用怀表：预生产
我开始这个项目的想法是创建一个小而坚固的游戏就绪资产，专注于通过逼真的纹理和材料使其可信。
作为参考，我喜欢像 Pinterest 或 eBay 这样的网站。特别是对于这个项目，我将 eBay 和 Youtube 一起使用，因为我也喜欢看人们操纵我正在建模的对象，以更好地了解他们在现实生活中的工作方式及其维度。在花了几个小时浏览了数十个设计和模型后，我收集了一些最终参考，将它们导入PureRef，并标记/组织它们。我决定混合不同的手表型号，这样最终的结果可能会更独特一些。
造型
我在创建非有机材料时遵循的过程通常总是相同的。我从一个简单的块开始，确保对象的尺寸是正确的，然后通过在需要的地方添加几何体和支撑边，组织多边形流，并创建一个均匀的和可细分的网格来移动到高多边形。一旦我对我的高多边形感到满意，我就将它导出并开始处理低多边形，只需删除边缘，重新组织多边形，并尽可能优化几何形状。
在这种情况下，我从一个球体开始，该球体分为 3 块：玻璃、主体和背部。我只是通过重新定位它们的枢轴点并水平缩小它们来使玻璃和后部变平。之后，我将身体分成了 4 块；第一个用于表盘和前部，其余用于形成手表的不同环。
对于这个项目，我决定采用低中多边形方法，这样我就可以在最终模型中保留一定程度的细节，而不仅仅是使用法线贴图。这就是为什么我将环之间的边缘倒角，这样我就可以得到那个圆形的形状。
对于较小的零件，我从一些基本形状（球体、盒子、圆柱体和环）开始，然后将它们组合起来以实现更复杂的形状。链节是通过垂直挤压环的中间部分并旋转下半部分来创建的。之后，我只是重新组织并平滑了几何图形。对于表盘上的指针和小部件，我使用了一些挤压盒和基本圆柱体。
一旦我对整体形状感到满意，我就开始在需要的地方添加边缘，以帮助在细分时保持形状。在这种情况下，我不希望边缘太硬，所以只添加一个支撑边缘而不是两个效果很好。
添加完几何体后，我在 Maya 中将模型细分了两个级别，确保正确设置了枢轴、对象居中并冻结了变换。导出高多边形后，我开始研究低多边形。在这一点上，大部分工作已经完成，所以我只需要开始去除支撑边缘和优化几何图形，尤其是在平坦和直线区域。
重新拓扑和 UV
正如我之前提到的，这个项目中的重新拓扑仅包括去除边缘和重新组织几何体，尝试在不改变主要形状的情况下尽可能地优化它。
对于 UV，我使用Headus UV Layout和玛雅。我发现 Headus 是一个非常简单的程序，用于创建接缝和展开。我试图尽可能地隐藏接缝，并确保在硬边上也进行切割。一切都解开后，我将我的 obj 导出回 Maya，因为我更喜欢它打包和创建最终布局，因为它有很多选项。有一些弯曲的岛屿可能会在以后成为问题，所以我使用 Maya 的 Straighten UV 功能将它们拉直，并手动调整了一些其他岛屿，尽量避免失真。这是非常重要的一步，尤其是当您在纹理（例如木材）时使用定向图案时。此外，此时记住每个 UV 岛的方向并将相似的组合在一起以保持一定的连贯性和组织性是一个很好的做法。
对于这个项目，我希望模型的每个部分都具有相同的纹素密度并尽可能少地进行切割，因此我决定牺牲一些 UV 空间并在整个资产上获得均匀的分辨率。话虽如此，这可能不是 UV 优化的好例子，它对我来说效果很好。
烘烤
完成 UV 后，我将高多边形和低多边形导入到先前创建的面包师内的 Marmoset 中。对于烘焙过程，我创建了不同的烘焙组，目的是在各个部分之间进行一些分离，以避免投影时出现伪影和问题。我通常在游戏资产上使用的贴图是法线贴图、对象空间法线贴图、位置、曲率、厚度、id 和环境遮挡。我将切线空间设置为 Mikk/xNormal，样本为 16x（这可以增加），16 位，中等填充和 .psd 格式。设置好这些参数和分辨率后，我们就可以开始了。在 Marmoset 中烘焙的好处在于，您可以实时绘制歪斜并纠正可能出现的问题，还可以在使用不同参数的同时可视化偏移。
纹理
烘焙后，我将低多边形与贴图一起导入到 Substance Painter 中，并从项目配置开始。我将着色器设置为 pbr metal-rough for body 和 pbr metal-rough with alpha-blending for the glass. 我还在玻璃上添加了网格贴图（法线贴图、对象空间法线贴图、位置、曲率、厚度、id 和环境遮挡）和一个不透明通道。
金属
我从建立基本值的填充层开始：基色、金属色（设置为 1）和粗糙度（设置为 0.17）。最重要的是，我添加了 2 个填充层（每个层都有一个黑色蒙版）；一个创建一些污垢，另一个创建边缘上的一些亮点。我调整了基色、金属色（高光为 1，污垢为 0）和粗糙度（与高光的基础金属相同，污垢接近 1）。我在污垢层的蒙版内添加了一个金属边缘磨损生成器，在高光蒙版内添加了一个蒙版编辑器生成器。在蒙版编辑器中，我使用了“grunge_rust_fine”作为纹理。最重要的是，我又添加了 2 个填充层以不断产生瑕疵。两层都有基色（深棕色）、粗糙度（大约 0.6）和金属 (0) 信息。我在每一层上创建了一个黑色蒙版并添加了一个填充调整层。在这些填充层中，我添加了不同的灰度垃圾贴图（随 Painter 提供）并调整了一些参数，直到获得所需的外观。
对于划痕，我创建了一个带有黑色蒙版的填充层，在其中放置了一个带有灰度纹理的填充调整层，称为“grunge 划痕粗糙”。为了更多地控制这些划痕，我在填充调整层的顶部添加了一个可绘制的调整层（这两个调整层在黑色蒙版内），并在我不想要划痕的区域涂上黑色。最后，我创建了另一个带有粗糙度信息的填充层（设置为 0.65）和一个黑色遮罩，让手表的背面看起来更破旧。
我对手和内部的其余部分使用了相同的材料结构。我只是删除了边缘的所有高光并使用了污垢值。我还把颜色变暗了，所以我想让这些部分看起来更老一些。
所有这一切可能看起来有点复杂，但这个想法非常简单——只是为了创造一种基础金属材料，并通过污垢、高光、垃圾、划痕等不断添加缺陷，总是玩弄颜色、金属度、高度和粗糙度（最重要的一个）。所有这些细节都应该非常微妙，如果我们过度使用它们，我们就会偏离真实的结果。
金属整体工艺：
粗糙度对最终结果的影响：
玻璃
对于玻璃，我从具有以下值的填充层开始：粗糙度（设置为 0）、不透明度（设置为 0.3）。最重要的是，我添加了另一个填充层，以深棕色为基色，粗糙度设置为 1，不透明度设置为 0.23。我创建了一个黑色面具，并在玻璃的一些随机部分涂上了白色以增加变化。我使用了“Dirt 1”刷子，启用了流量压力和低值（大约 10）。最后，我创建了另一个填充层，以深棕色为基色，粗糙度设置为 1，不透明度设置为 1 以添加更多变化。我在黑色面具上涂上了白色，这次只是在玻璃的边界附近，模拟积聚的污垢。
特别注意并花时间处理粗糙度贴图很重要，尤其是当我们对玻璃进行纹理处理时。手工绘制将使我们能够获得更有机的结果，而不仅仅是使用智能蒙版或程序纹理。对于这款手表，我不想要太旧或太损坏的玻璃，所以我在边框上加了一点污垢，使中心几乎完好无损。我想传达的是，手表已经很旧了，但保养得很好。
身高详情
我直接在 Substance Painter 中制作了所有小的高度细节，方法是简单地创建一个高度参数设置为 -0.29 的空填充层，制作一个黑色蒙版，并为画笔选择一个药丸形状的 alpha。我将笔刷对齐设置为 UV 模式，将颜色设置为白色，并将 alpha 垂直定向。之后，我调整了间距并将所有抖动设置为 0。此外，此时应禁用笔压。按照这些步骤，我们只需轻轻一划就可以在手表中环周围创建高度细节。
我建议始终对 Substance 中创建的所有高度信息进行模糊处理，因为它往往过于苛刻。
拨号
对于表盘，我使用了一张真实照片，并使用 Painter 的投影工具将其投影到 UV 上。之后，我添加了一个级别调整图层，将其变暗以匹配整体亮度并使其看起来有点老。对于此任务，我建议使用硬笔刷，禁用笔压，对齐设置为 UV，仅使用颜色信息。然后，我添加了一个可绘制层来稍微修改一些颜色并使整个表盘更具凝聚力。最后，我创建了一个仅包含粗糙度信息的填充层（设置为接近 1 的高值）。
准备渲染
完成纹理后，我以 png 格式以 4k 导出纹理。我通常使用 pbr 金属粗糙度模板和无限膨胀。导出所有纹理后，我将它们与低多边形一起导入 Marmoset。在 Marmoset 中，我设置了 2 种材料：玻璃和手表。我使用了以下配置：
然后我开始设置环境。我总是浏览所有的 HDRI，试图找到我最喜欢的那个，而对于这个项目，我喜欢被称为“废弃”的那个。设置好 HDRI 后，我开始创建和播放灯光，方法是在 HDRI 缩略图上单击并拖动它们。我选择了清晰和中性的照明，因此我相应地调整了灯光的参数。
设置好 HDRI 后，我开始调整渲染参数。我总是启用局部反射和全局照明并将所有设置为高质量（这可能因您的计算机规格而异）。
最后，我设置了主摄像头。您可以在这里使用很酷的参数，但我建议不要过度使用。我发现稍后在 Photoshop 中进行一些这些调整是更好的选择。在这种情况下，我只是调整了曝光、对比度和锐化强度。
另一个有用的参数是“安全框架”。通过启用此功能，您将能够预览渲染尺寸并准确查看您正在导出的内容。
导出所有图像后，我再次使用 Photoshop 调整对比度和亮度。我总是以启用透明度的 png 格式导出我的渲染，因此此时我可以使用不同的背景颜色并尝试一些变化。如果您对选择哪种颜色有疑问，我建议您导出一个纯黑色背景的版本（大多数情况下都可以使用），然后继续尝试其他变体。我认为在这里花一些时间是值得的，因为在一天结束时人们会观看图像，所以如果最终输出看起来很差，那么之前的所有工作都没有关系。
一般建议
直到今天，我还有很多东西要学，但如果我必须分享一些技巧，这里有一些：
从小处着手：我宁愿拥有一个小型 AAA 道具，也不愿拥有一个拥有 20 多个平庸道具的复杂环境。不要太雄心勃勃太早。
学习基础知识：建模、拓扑、UV、烘焙、色彩理论、构图、照明、渲染……几乎不可能了解所有事物的每一个细节，但了解每一步的基本“该做”和“不该做”很重要的过程。
不要忽视“小”错误：这可能会导致更多问题的滚雪球。立即解决问题，而不是让它们累积起来，无论它们有多小。您也可以在以后节省时间。
始终坚持做某事：我认为不断练习和面对新挑战成为一名更好的艺术家是必不可少的。将您当前的工作与之前的工作进行比较，并尝试提高下一个工作的质量标准。
有参照物：向他人学习，研究你喜欢的作品，并尝试弄清楚他们是如何达到这个结果的，或者干脆问问艺术家。
对反馈持开放态度：在线分享您的作品并准备好接受批评或向您的艺术家朋友询问，但反馈越少偏见越好。我们都想变得更好，有时需要一些严酷的事实。
成为团体的一员：Artstation、Facebook、您的艺术学校、朋友团体、游戏工作室……成为更大事物的一部分可以增强动力并可能创造一些健康的竞争力。
