使用Unity的AI辅助创建环境
介绍
你好！我的名字是 Juuso Voutilainen，我是一名 CG 通才。我的行业经验包括从助理编辑到动画设计师，以及一些 VFX 自由职业者的工作。
为最近的纪录片重新创造地球：
如今，我更多地转向自由职业，在各种网站上销售纹理/3D 模型/HDRI。我目前的工作主要集中在构建整个场景，在那里我尝试组合元素，并希望使用我多年来获得的摄影技术讲述一个故事。
本文的核心主题之一是 Unity 的 AI 辅助创建工具，例如 ArtEngine 和 Scan Beta。我很久以前就开始使用ArtEngine。接缝去除、Up-Res、PBR 贴图生成和 Mutation 等功能很快成为我创作工作的支柱，因为我使用了大量自定义材料。最近，我有机会尝试 Unity Scan Beta，我认为它是 Unity AI 辅助创建生态系统的一个非常方便和多功能的扩展。
通常，我的主题要么是带有许多自然元素的幻想，要么是带有大量工业元素的后启示录。我可以将这两种数字艺术风格与我的两种主要摄影风格联系起来，即自然和城市探索。
当这是我正在制作的幻想场景时，我的工作流程通常从构建角色开始。作为 D&D、Dragonlance 和指环王的终身粉丝，我从这些和各种伟大的艺术家那里汲取了很多灵感。我喜欢浏览 ArtStation，看看人们在做什么很酷的事情，然后开始我的解释。角色通常是 ZBrush/3ds Max 建模的混合体。解包通常也用 ZBrush 完成，因为它非常方便，同时重新拓扑也内置到软件中。Quixel SUITE 2 和 ArtEngine 一直是我纹理的选择。
当角色完成后，我会做一个场景的粗略形式，然后放置和摆出角色。我喜欢用姿势工作，尤其是因为我认为这是一种传达感情/氛围的好方法，我试图在我脑海中的场景故事中传达这种感觉。接下来是纹理和环境工作。我喜欢用 World Creator 来处理像山这样的大形状，我用 Megascans 模型来处理更小的细节，通常是植被。
环境的纹理通常来自我自己的材质库，并随 World Creator 和 Megascans 资产一起预制，但通常，它们会经过某种形式的外观开发。灯光是我场景的重要组成部分，就像摄影一样，我通常尝试使用自然光源。我有一个自定义的 HDRI 库，可以作为设置场景的基础。我添加了阳光来补充 HDRI，一些直射光会突出场景中的一些元素，例如角色，以及场景中是否有英雄资产。之后，添加细节以完成场景。我喜欢使用雾的流体体积来分离元素并提供额外的气氛提升。
对于后启示录的场景，例如废弃的工厂内部，我喜欢使用其他艺术家的一些作品作为参考或我自己的照片来遮挡一个场景。当场景被遮挡时，我开始添加我的资产。
我在蒙特利尔的照片，来自焚化炉 3 废弃工厂：
我喜欢尽可能多地使用我自己的资产，并结合诸如 Megascans 之类的预制资产。在这些场景中，我大多使用自己的素材库。我在这些场景中使用了很多重复的元素，比如纸板箱、托盘和结构组件。在这里，我最喜欢的ArtEngine功能之一派上用场了：纹理变异可以改变资产的外观，而不会使它们彼此相距太远。在这个行业工作令人着迷，因为它一直在发展，越来越多的创新解决方案出现，例如人工智能辅助创作。当我处理我的场景时，我需要掌握 3D 的多个不同方面，这使得数字艺术的实践成为一个持续的发现之旅。
废弃村项目
我的最新项目叫做废弃村，这是一个名为 Rautalampi 的虚构村庄。它是科幻电影的一部分，目前正处于后期制作阶段。它详细描述了一个经历了神秘自然启示录事件的世界。世界四分五裂，自然受到严重污染，社会分裂成城邦，任何拥有最多资源的派系都拥有权力。Rautalampi 是一个临时村庄，试图摆脱这些城邦的控制。
以下是我在创建废弃村时使用的软件列表：
- Unity 艺术引擎
- Unity 扫描测试版
- Autodesk 3DS Max
- iCube 研发组 MultiScatter
- JangaFX EmberGen
- 混沌组 V-Ray
- Agisoft Metashape
- 代工MARI
- Quixel 套房 2
- Adobe Photoshop
工作流程
与我上面描述的类似，场景从查看概念图片开始。我浏览了废弃小屋和棚屋的谷歌图片，并开始对它们进行建模。建模是在 3ds Max 中完成的。
用于废弃村庄场景的参考图像：
我住的地方附近有一个废弃的房子和一个谷仓，非常适合场景的纹理获取。风化的木头是我在场景中寻找的东西，因为我想传达一种临时房屋的想法，大部分都没有受到保护，有些已经倒塌了。对于纹理获取，我使用了 Unity Scan Beta。它是一款用于在手机上捕获和生成 PBR 材料的移动应用程序，事实证明它使用起来非常方便和有趣。该应用程序提供了指南，可以更轻松地捕获以后可以无缝制作的材料。应用程序提供的格式可以作为现成的材料直接放入 ArtEngine，从而非常方便地进一步编辑/优化它们。
我家附近倒塌的谷仓，用于使用 Unity Scan 获取纹理：
场景中使用的一些材质，由Unity Scan Beta生成：
地面上的垃圾堆是定制的摄影测量模型。我在 Foundry MARI 中对它们进行了一些重新粉刷，并使用了一些使用方便的 Debris Maker 生成的额外模型将它们制作成立体模型，可以轻松地将它们放到不同的场景中。摄影测量模型通过 ArtEngine 处理，使用 Albedo/AO/Gloss/Roughness 生成。
Unity ArtEngine 中的摄影测量地图生成：
废弃村庄场景中使用的摄影测量资产：
场景中的所有树干都使用通过 Unity Scan Beta 获得的稍微修改过的树皮纹理。使用忽略蒙版将其突变为更高的分辨率，以去除一些可能导致纹理重复的细节。地面填充有 Megascans 资产，地面纹理来自我的材质库。
带有变异树皮纹理的 Unity ArtEngine 界面：
每当我处理我的场景时，我总是试图以一种具有上下文意义和时间进展感的方式来组合它们。例如，在这个场景中，宽渲染中左前方的建筑物可能是机械修理棚，因此前方堆放的机械和其他各种物品。可以在其他渲染链接中看到的拆卸的卡车框架。故事可能是村里的人由于资源稀缺而试图用卡车框架建造一辆工作车，或者他们可能拆除卡车以获得其他用途的零件，比如用发动机制作移动发电机。
此外，增加场景可信度的一个很好的方法是在建筑物周围或附近散布各种设备。通常，建筑物的周围布满了例如木坯、屋顶和类似物品。它有助于带出与建筑物互动的形象，可能是施工中的剩余设备或由于某种原因未完成的工作。
最终渲染：
物料运输场景
材料运输是一个虚构的废弃研究综合体，卡利拉研究设施的第 8 区中的一个场景，与废弃的劳塔兰皮村庄位于同一个世界。Kallila 以发明 TOUKO 而闻名，TOUKO 是一种能够利用看似无穷无尽的能量的装置，弥合了科学与神话之间的鸿沟。在芬兰的古老传说中，有一种叫做 Sampo 的装置，它似乎可以源源不断地生产资源。大约 90% 的模型和纹理来自我自己的材质库，通过 ArtEngine 处理以使其无缝并放大。我的材质库的很大一部分是 4K，所以使用 ArtEngine 的 Compose Material 和 Up-Res 节点，我可以将整个库升级到 8K。场景中使用了一些 Megascans 资产，即沿着墙壁和屋顶延伸的管道，以及一些贴花。ArtEngine 生成的 AO 贴图被广泛用于带出纹理贴图中的深度感，同时它也被用作污垢贴图，将污垢驱赶到表面的裂缝中，有助于实现更逼真的外观。在某些墙壁上看到的损坏贴花使用颜色转移节点与墙壁纹理进行了匹配，例如在 Photoshop 中手动消除了对颜色匹配的猜测。
使用 Color Transfer 节点匹配资产的颜色：
构建这样的场景首先要阻挡空间的粗略形状。我通常喜欢添加更大的物体，比如板条箱和纸板箱，以获得正确的整体平衡和组合。同时，对粗糙的封闭形式（墙壁、地板、天花板）进行纹理化，并可能添加一些粗糙的较大形状，如管道和风管。我发现我在渲染中使用了类似的构图方法，就像我在废弃建筑物上的摄影一样。如果这不是人们所做的事情，研究此类图像或其他渲染会为如何开始构建可信场景提供很好的指导。
我在蒙特利尔拍摄的筒仓 5 综合体的照片，用作材料运输场景的参考：
材料运输最终渲染：
使用/模拟广角会导致透视失真，其中靠近相机的元素看起来更大，而更远的物体看起来更小。这种扭曲可用于通过将物体定位得近或远来传达空间感。放置的对象很可能几乎每个人都或多或少地了解它们在现实生活中的大小，并且它们彼此之间的大小或多或少相似。在这种情况下，木箱和纸板箱是空间大小的视觉线索，例如，在自然场景中，树木非常适合。
场景中的元素以这样一种方式排列，它试图将观看者的视线引导到图像的深处到走廊，并希望唤起“它可以通向哪里？”的想法。Silo 5 的照片以类似的方式构成。
工业空间通常以这种方式以可见的支撑结构和管道的形式提供引导线来构图，如上图中的一个很好的例子是靠近屋顶的管道进一步进入图像。数字作品中沿屋顶延伸的管道使用了类似的方法。此外，一条管道从位于图像左侧的泵站出发，将其连接到走廊中图像右侧的类似泵站，提供了一条穿越虚拟空间的视觉路径。然而，它在数字工作中更为微妙。它与其他几何线条相辅相成，而在照片中，它与从另一个方向延伸的进料管一起作为主要的视觉指南，引导观众的视线。框架的两侧可以有不同的视觉元素。仍然，
我发现在数字作品中工作的另一件事是传达一种时间进展的感觉。与上面的渲染类似，有一些纸板箱，上面附有送货单，准备好装到泵车上，但由于某种原因，它们没有送到。希望这能让观众质疑“为什么”以及太空废弃状态背后的故事。当可以将这样的上下文含义分配给数字渲染时，由于在真实的废弃空间中展示的品质，它看起来更加栩栩如生。
我在芬兰拉普兰拍摄的废弃火车车厢的照片：
我从圣诞主题火车车厢拍摄的这张照片中展示了同样的想法，这是一次失败的冒险，可能仍然矗立在一个废弃的圆屋里。柜台上未送达的包裹和信件引发了“发生了什么事以及货物应该送到哪里”的问题？
所有纸板箱都使用经过 ArtEngine 变异的单一纹理，以提供逼真的多样性。
在处理工业空间时，有些元素基本上是“标准问题”。其中一些是管道、风管和其他通风元件、电线、电箱、各种在实际工业空间中非常常见的标志，因此很容易绘制到实际可能存在的空间的连接。每当使用 3D 时，都会出现“完美错误”，默认情况下创建的形状非常平滑，边缘无限锐利。我会说，试图减少完美的错误会增加渲染的可信度。
这里是ArtEngine表面的能力；例如混凝土墙中没有明显的分界线，接缝移除节点会智能地移除此类特征。工业空间经常有重复的元素，例如无数的支撑柱，或者前面提到的纸板箱，使用相同的纹理来描述任何这种重复图案的表面，很快就会分散现实感，因为即使是最精确生产的物品也有差异. 此外，用视觉上彼此相距太远的纹理贴图来描述这些特征可能会让人分心。
Mutation 节点解决了这个问题，它可以采用任何源材料并快速生成它的多个变体。Ambient Occlusion 节点可创建高度准确的结果，还可用作贴图以驱散表面缝隙中的污垢，进一步帮助实现逼真的视觉效果。使用照片等良好的源材料也很重要，因为人们可以看到熵如何在废弃空间中表达，污垢堆积的地方，金属生锈的方式等等。这些东西不是未经训练的眼睛可以明确指出的，但如果缺少它们就会注意到。我相信人类对“应该”看起来如何有一种潜意识的理解。指出这种“假设”的外观，以及使用上述方法，指出有助于观看者在情感上与图像互动的因果关系。
材料传输最终渲染，另一个观点：
蒸汽朋克龙
蒸汽朋克龙是通过 kitbashing 实现的。我将之前项目中的模型组合起来，并将它们放在我创建的龙模型上。我还从 Kerem Beyit 的同名蒸汽朋克龙中获得了一些灵感。
我创建了这个龙的模型，并使用它作为基础模拟了蒸汽朋克龙。我放置了kitbashing元素，以便他们尽可能尊重这条龙的形式。
我想看看我可以将单一材料推到多远来对这样的复杂模型进行纹理处理。使用 Unity ArtEngine 的突变功能，我对金属表面进行了多次突变。当我将这些材料送入 Quixel SUITE 时，这些变异的材料充当了基础，在那里我开始对龙进行纹理处理。我想使用 SUITE 的曲率检测功能在模型上获得一些污垢效果，以增加真实感。当我使用覆盖在主要纹理上的脏地面纹理构建半程序着色器时，使用了第二个主要材质。我可以在龙上创造很多小细节。由于在 ArtEngine 中使脏地面纹理无缝，因此可以轻松调整细节层的比例。
突变源材料：
细节层材质：
突变材料：
场景的照明是向上的一盏灯和一个提供环境照明的 HDRI。这个想法是创建可以反射并突出龙的坚硬表面的照明，并让模型的一部分变暗，因为光线是从上方直射的。与清晰、硬朗的几何线条形成鲜明对比，有望营造出一种令人敬畏的氛围。背景是黑色的。本来可以有一些柔和的形式，但任何过于复杂的东西都会使龙难以阅读，并且场景在视觉可读性方面变得过于嘈杂。每当我创建场景时，我都会尝试考虑可信度，使它们仿佛存在于现实世界中，即使它像一条机械龙。我的主要想法是尝试用我拥有的模型创建模型，但我也尽可能地尝试实现一些合适的功能。例如，眼睛中有支持眼球运动的齿轮和下颌的齿轮。有一个径向组件可以作为龙的听觉设备。有一些部件如减震器和液压管可以支撑颈部的运动，舌头被分段以便它可以更有机地运动。沿着头部运行一个排气阀，可以消耗龙的所有组件产生的热量。有一些部件如减震器和液压管可以支撑颈部的运动，舌头被分段以便它可以更有机地运动。沿着头部运行一个排气阀，可以消耗龙的所有组件产生的热量。有一些部件如减震器和液压管可以支撑颈部的运动，舌头被分段以便它可以更有机地运动。沿着头部运行一个排气阀，可以消耗龙的所有组件产生的热量。
特写渲染，左边没有半过程着色器，右边是打开着色器：
最终渲染：
您可以在我的ArtStation 页面查看更多我的作品。
我强烈建议人们在他们的工作流程中尝试Unity ArtEngine。你会对结果感到惊讶。
