用物质建造岩石地面

Tom Jacobs展示了他如何使用 Substance Designer 构建和塑造令人惊叹的 3d 材料。

介绍

你好呀！我的名字是 Tom Jacobs，我住在荷兰。我是个体经营者，以Millionviews.com 的名义运营，并参与了广播、电影、互动媒体和游戏的各种项目。我在鹿特丹的 GLR 进行了多媒体设计研究，然后在 HKU Hilversum 进行了动画研究。自从我们开始使用 3ds Max 2.5 以来，我就迷上了 3d。所以，从那时起，3d 是我制作和制作项目动画的核心技术。我曾在阿姆斯特丹的一家大型 VR 工作室工作过各种 VR 项目，以及为荷兰的工作室和客户设计的游戏项目、互动媒体和动画。软件方面，我主要使用 Maya、Adobe Suite、Fusion、Substance Designer、Unreal Engine、World Machine 和 Unity。

在研究了所有这些令人难以置信的材料的来源后，我进入了 Substance Designer。我正在为我们的火星相关项目寻找参考和纹理。该工具集被证明是 Substance Designer。从那时起，我受到了无限可能性的启发，真的很想创造令人信服的风景和风景，让你想去参观。SD 的工作方式和可以创建复杂纹理的方式令人难以置信且充满乐趣。使用传统的 2d 软件完全困难的事情。现在我正在探索使用 SD 作为 World Machine 旁边的景观和地形编辑器的方法和工作流程。除了自然过滤器，它们都是基于节点的软件，共享最常见的节点。自那以后，我一直在寻找和开发工作流程，以确保每个像素都有助于营造逼真的外观和感觉。实时反馈给了我完全的艺术自由。

图 1：带有 SD 纹理的 UE4 中的火星

生产岩石 目前，我专注于岩石、石头、瓦砾、土壤、不同沙漠类型的景观、悬崖等。对于不同的纹理，在我的 Artstation 频道上可见，我使用并结合了多种技术，例如使用瓷砖采样器散布岩石或者使用tilesampler生成单元格，然后使用SD的新洪水填充工具从那里开始。后者，目前是我更多探索的工作流程，因为它允许我根据黑白蒙版快速生成具有不同大小的独特形状和形状。它让我瞬间拥有一片布满岩石的密集场地。为了深入了解这两种技术，我混合了渐变和柏林噪声。我会说这是一切的基础。渐变定义了岩石的整体外观，并定义了它们是否平坦、尖锐等等。柏林噪声将挖空洞并创建一些更有趣的形状并破坏均匀性。这些是使用变暗模式混合的。暗模式将让我保持锋利的边缘。一些可用于tilesampler的岩石目前可以在我的gumroad频道上免费下载。同样重要的是要始终确保，即使发生翘曲、变形等情况，岩石也必须保持岩石状态，而不会变成果冻状的怪异事物和斑点。其次，我真的更喜欢能够指向纹理的某个区域，并且可以准确地说出它应该是什么。换句话说，我想看到清晰的形状和形式。（沙子覆盖的岩石仍然应该像沙子中的岩石一样可见）对我来说第三件重要的事情是这些岩石的实际位置和总体布局。我尝试仔细查看参考并结合重力和自然环境，以提出有机的外观行为和物体的放置。意思是：从斜坡上掉下来的石头和大石头的行为确实与小石头不同，石头成簇，大石头被打破等。基本上，试图看到一个整体画面并弄清楚大自然对地形做了什么。我目前正在研究一个显示出一些流动和梯田效应的地形，你可以通过观察石头来判断：

图 2：正在进行的工作，夏季的格陵兰岛通过基于单元的工作流程启发了地形。

图 3：打算与 tilesampler 一起使用的岩石，这个岩石的基础是一个 3d 立方体和一个多边形形状。

图 4：岩石庇护所。

图 5：第一块岩石的设置。这个和其他的可以在我的gumroad页面上免费获得。

图 6：使用 tilesampler 散布岩石。每一层都基于父层。

布局

这个项目中的一切都是SD。这个岩石场是基于一个自制的单元节点。这里的技巧是单元格的位置是由地图驱动的。

这将导致各种尺寸。这个想法是，你在某个区域得到的分数越多，你得到的石头就越小。一个有很多空间的单点会导致一块大石头。这个工作流程有点难以控制，但它确实让我以一种非常有机的方式缩小岩石的尺寸并保持独特的形状。我使用相同的技术在它上面添加更多的岩石层。然后是几个定制的节点来随机偏移单元格一点点。洪水填充工具可让您生成随机蒙版和基于边界框的蒙版。这两张地图对于添加变化并根据大小和随机颜色进行处理很重要。沙子基于非均匀模糊，非常适合添加一些泥土和沙子，并使用斜坡模糊来模拟下降的谷物。然后我使用了一个带有现成岩石的瓷砖采样器作为模式输入来分解它。所以，我尽量不要过分依赖一个工作流程，而是看看我是否可以结合想法来添加最后的润色。

图 7 由地图驱动的单元格示例。旨在推进洪水填充节点。

图 8：简单的渲染结果

基本设置示例：1. 基于单元的节点，2. 添加洪水填充。3. 一些带有变化和平整的泛洪坡度。4. 使用变暗混合。5. 与bbox floodfill节点相乘。

分解来自我的 Artstation 的堆叠岩石示例

岩石的结构

基本上，岩石的表面是通过使用单元 1 节点、一些垃圾地图、BNW 点和坡度来稍微模糊它们来定义的。使用岩石的微小模糊版本作为坡度模糊贴图，您可以创建遵循岩石形状的结构。在我高通结果之后，我也为此使用了添加/子混合模式，因为它允许我保持对岩石的整体形状的控制。我小心地使用斜坡模糊，它很容易破坏岩石的硬度。有时，当我觉得所有 FX 节点都丢失时，我会使用曲率蒙版来重新获得锐利的边缘。我使用之前从洪水填充工具中生成的随机和 bbox 蒙版来添加变化。使某些效果更强或完全不同。所有这些都打包到可重用的实例中。我也做了很多实验，尝试一些不同的噪音，斜率模糊它们，扭曲它们，方向扭曲它们，然后看看会发生什么。大多数时候，SD 对我来说就像是在我的合成器上进行干扰，当我想出一些有潜力的很酷的曲子时就去听。

对我来说，可扩展性和真实自然中“有机变化”的感觉很重要。我总是根据地形的整体形状和/或岩石的大小来混合噪声贴图。（洪水填充工具对此很方便）如前所述，我主要跟踪三个地图：高度本身、随机蒙版和基于边界框的蒙版。

所以，总结一下：第一遍是渲染岩石的纹理，看起来非常风格化。第二部分是我添加所有 FX 的地方，最后一部分是我添加颜色、粗糙度等的地方。

有什么方法可以使材料感觉有机且融合得如此好？SD 帮助我们如此有机地混合这些材料的方式的本质是什么？

对自然类型的纹理有一种有机的感觉对我来说非常重要。我认为可扩展性是关键。创建许多大小和位置的变化。创建集群并让集群分散开。为所有事物添加不同类型的噪音。例如，将更多噪声与斜率模糊相结合已经可以提供更不均匀的外观。然后打破规则。例如：有锋利的岩石，然后引入一些扁平的石头。或者有很多灰色的岩石，突然添加一些纯白色的碎片。打破统一。如果是我，我很想驱动 SD 地图中的每个参数。?

通常，我喜欢基于节点的解决方案。SD有一个，WM有一个，UE4有一个。说到 SD，我也认为能够在 3d 世界中直接看到纹理也有另一个不同。否则它只是在没有指南针的情况下航行。SD 带有许多预制节点，可简化工作流程，更轻松地创建 PBR 材料。例如，生成法线贴图、拥有一些 PBR 就绪节点、创建实例的能力以及使用像素处理器和 FX 节点进行改进。为了将一种材料与不同类型的自然元素（如沙子、灰尘、岩石）混合，我经常使用高度混合节点和变亮/变暗模式。

颜色

这确实是一项棘手的工作。首先，参考是关键。我认为重要的是要看到整体情况并分析侵蚀、风、水、雨、重力、灰尘、雪和沙究竟在做什么。从技术上讲，如前所述，我会跟踪随机蒙版以添加变化。如果我使用的是 floodfills，很容易获得一个随机掩码，因为 SD 带有一个默认的 floodfill 随机掩码。如果我在使用散落岩石的 tilesampler 工作流程，我会复制 tilesampler 并将颜色随机性设置为 100%。然后输入模式必须是岩石的掩码。然后，对于漫反射/粗糙度，我主要使用三个关键组件：用于突出边缘的曲率节点、用于添加灰尘或污垢的 AO/法线节点、带有极值的垃圾贴图的失真扭曲。我尝试将颜色限制在形状上，然后打破规则。接下来的事情就是试验什么是有效的。尝试不同的颜色并使用混合模式会产生一些令人惊讶的效果。此外，不害怕颜色对我有很大帮助。我有时会尝试大胆使用抽象的颜色，例如粉红色或绿色，然后将它们混合在一起，然后看看会产生什么效果。地面纹理总是在噪音之间混合，我在上面添加了岩石。大多数情况下，整体外观和感觉都会从中受益。即使是非常平坦的砾石场也可以从基于单元噪声的地板中受益。一个很好的提示是在太阳处于非常低的高度时观察现实生活中的平坦表面。阴影会变长，并且会更多地显示一个区域（不是）到底有多平坦。你可以开始看到模式。地面纹理也是噪声的组合。我还使用了很多非均匀模糊节点，这非常适合创建泥土、沙子等。或者使用之前生成的石场，让它收缩到地面并开始在它上面添加新的层。

图 9：Mountain Rubble 材质的基色总结

一些纹理比其他纹理更适合游戏，而其他纹理更适合用作地形/景观。基本上，我正在尝试使用 SD 作为风景编辑器，然后将 SD 作为我的默认纹理创建器。我还在 SD 中分析在哪一步我可以在游戏引擎中使用相同的设置并生成更多程序化的风景，而不是真正添加例如完成的悬崖纹理。对于我们的火星项目，我主要使用了三种不同的纹理来创建沿着山丘流动的有机悬崖。一种裂缝纹理，一种水平线和地层纹理。通过组合这些并使用几种投影方法，我觉得我可以获得更逼真的有机外观形状。显然，这个工作流程并不是真正的游戏性能友好，但话说回来，我目前的重点也更多地放在我可以从游戏引擎中挤出的高端品质上。我建议检查一下我的实验室页面上的一些示例，我在其中更深入地解释了我在做什么。

您认为展示这些项目最有趣的方式是什么？你使用 Toolbag 吗？你在游戏引擎中测试它们吗？它是如何运作的？