虚幻引擎5！制作《指环王》矮人铁匠铺场景流程分享！
作者:Louis-Philippe Ross Boivin 作者网站：https://www.artstation.com/artwork/dKv2Zw
wxv_3654177937034641412Louis-Philippe Ross Boivin 向我们介绍了 Dwarven Forge 项目，解释了如何使用 Blender、Substance 3D Painter 和 Unreal Engine 5 将一个拥有真实的中世纪机械并按照矮人风格重新构想的铁匠铺变为现实。
介绍
大家好！我叫 Louis-Philippe Ross Boivin。我今年 31 岁，来自魁北克，是一名有抱负的 3D 环境艺术家，我刚从智库培训中心毕业。在从事 3D 工作之前，我在Feral Workshop担任了近 13 年的工匠盔甲师，这是我和妻子共同创立的公司。我们为许多不同的活动制作高端定制服装和盔甲，包括 LARP、婚礼、历史重现和戏剧表演。我几乎一生都是艺术家，大约在 2019 年，我开始对 3D 产生兴趣，当时我开始尝试使用 Blender 创建模型，然后为服装业务进行 3D 打印。几个月后，我意识到我真的很喜欢做 3D，并且有兴趣进一步学习。由于疫情对我们公司正在举办的大多数活动造成了沉重打击，我最终在魁北克的拉萨尔学院开始了为期 16 个月的游戏 3D 课程。完成该课程后，我意识到我的技能水平根本不足以尝试应用于游戏行业，因此在 2023 年 2 月，我加入了智库在线 CG 课程，重点关注游戏环境。
矮人锻造计划
从小我就一直非常喜欢许多伟大的中世纪奇幻系列作品中描绘的矮人美学。无论是《指环王》（这本书和电影都对我影响巨大）、《战锤奇幻》、《魔兽世界》等。所以，为了结束我在 Think Tank 的旅程，我真的很想创造一个受矮人启发的场景。在开始我的项目之前寻找概念和想法时，我身边的一位朋友给了我一个想法，那就是创建一个能将我的职业和激情结合在一起的场景，所以我开始缩小我的领域，为矮人铁匠/盔甲匠铺寻找一些灵感。我最终找到了艺术家Park Eunji的这个矮人铁匠铺：
https://www.artstation.com/artwork/r4rv6
虽然这是我设计建筑物总体形状和场景的一些概念想法（如使用水力工具）的主要灵感，但我真的想主要做一个室内场景。我继续寻找更多的想法，但在花了几天时间却没有找到太多灵感之后，我最终寻找了一些现实生活中的历史灵感，而正是这一部分真正把所有东西联系在一起。我在 YouTube 上找到了历史爱好者 Lindybeige 发布的一段视频，其中展示了 18 世纪末英国谢菲尔德 Abbeydale 工业村的镰刀工厂使用的水力倾斜锤和其他工具。
https://www.youtube.com/watch?v=fFaPenHxKgo&ab_channel=Lindybeige使用这些倾斜锤作为场景的潜在中心，我去收集了一些其他中世纪和文艺复兴时期机械的参考资料，以激发我的场景灵感。
白盒与构图
我首先按照自己选择的概念，勾勒出建筑物的大部分外部轮廓。在项目的这个阶段，我仍然计划同时完成场景的内部和外部，所以我的大部分精力都集中在正确塑造建筑物的总体形状上。
由于我没有找到关于我想要对内部做什么的明确参考，所以我使用了朴恩地概念中可见的炉子位置，并根据该位置和水车的位置建造了其余的内部。
起初，大多数大型工具的总体比例都比我最终制作出的尺寸小很多。由于我建造的是矮人建筑，所以我最初想到的比例比大多数历史建筑要小一点，但在整个建模过程中与我的导师反复讨论后，我最终将场景中的许多机械部件放大了。我一开始对此有点矛盾，主要是因为我觉得那些锻造工具需要更小才能有效使用（现在回想起来，这很有趣，因为我仍然想尝试创建一个有点逼真的锻造车间）但经过几次测试，我意识到通过拥有比我最初计划的更大的资产，场景会获得很多好处。wxv_3654185035743068166wxv_3654185953876525056这确实造成了一些问题；由于新的规模，我不得不修改场景的总体布局，并将建筑物做得更大（同时尝试使用我已经为建筑物创建的模块化资产）。这个过程重复了几次，直到我意识到，随着所有规模和布局的修改，场景已经失去了一些最初的连贯性，现在有点杂乱无章。当我意识到我已经进行了大约 3 个月的项目，并且已经完成了许多资产时，在与我的导师讨论后，我决定重新设计大部分布局，将场景集中在 3 个特定部分。那时，我选择将水力锤的数量减少到一个，并将熔炉置于中心，使其成为场景的焦点。
这样一来，我在场景左侧就有了更多的工作空间，并选择添加一些我最初没有计划的锻造和金属加工工具。在布局更改过程中，我还为锻造场的地面创建了一个新的资产套件，并用它来创建熔炉部分两侧的小楼梯。
建模与拓扑
从一开始，我对这个项目的目标之一就是创建尽可能多的完整资产，以练习使用干净 UV 的低高烘焙的一般流程，并在 Substance 3D Painter 中对其进行纹理处理。除了场景中的两三个部分外，所有其他资产都使用了某种高低烘焙。
我的建模工作流程总是非常相似，我首先对作品进行大致的勾勒，然后应用一些基本材料，以便对作品的外观有一个基本了解。在模型上使用这些材料后，我还会进行一些基本的 UV 处理，主要是为了在建模时能够至少看到部分材料。此时，我可能会开始使用简单的斜面修改器和加权法线修改器，以便快速了解作品的整体外观。使用这些，我将继续为作品更复杂的部分建模。场景中的大多数资产都是使用此方法创建的。除非我知道我需要做一些复杂的雕刻或一些严重的损坏，否则我通常会先创建一个几乎完整的低多边形。
除非不可避免，否则我很少手动重新拓扑资产。有时，我无法避免，但使用一些好的低多边形方法和 Blender 中的 Shrinkwrap 修改器，我通常能够达到足以进行烘焙的结果。有时，使用 Shrinkwrap 修改器后，需要对模型进行一些手动调整，但它对于快速获得坚实的工作基础非常有用。对于 UV 展开，我使用 Blender 中的一些出色插件完成了大部分工作，主要是ZenUV、UVPackmaster、TexTools和Texel-Density。我还在这件作品上使用了 Rizom UV，以利用其强大的自动 UV 功能展开我在炉子和箱子中使用的煤块。
https://blendermarket.com/products/zen-uv
https://uvpackmaster.com/https://github.com/franMarz/TexTools-Blender
https://mrven.gumroad.com/l/CEIOR一般来说，我在建模时就开始使用 UV。我学会了手动标记接缝来使用 UV，所以我很少使用自动 UV 和投影 UV，因为我更喜欢更好地控制接缝的位置。我进行大多数 UV 操作（如拉直和四边形化）时使用的主要工具无疑是 ZenUV。如果我有一个最推荐的 UV Blender 插件，那就是它。
纹理
为了尽可能多地实践标准资产管道的目标，场景中的大部分资产都在 Substance 3D Painter 中以 2K 或 4K 纹理作为英雄道具进行纹理处理。虽然如果这是一个需要在游戏中渲染的场景，这显然不是最佳选择，但对于我的目标来说，这已经是完美的了。
对于 3D Painter 中的纹理，我在这个项目中最大的收获是研究和了解Javad Rajabzade如何构建他的多种材质和智能蒙版。了解如何在整个道具上使用多个小而薄的细节层来获得出色的最终效果。
https://www.artstation.com/javad-rajabzade
随着虚幻引擎 5.4 和新材质集成位移功能的发布，我真的很想在我的场景中使用它，所以我做了一些反复试验，让它与我的纹理高度图配合使用。这是一个有点复杂的过程，因为 UE 着色器的位移计算与 Substance 3D Painter 中的高度位移不同，所以我不得不使用一些节点来调整它并使其工作。
有了它，我就能在平坦的墙壁和炉子的一些砖块部分上获得一些不错的光影。结合法线贴图，我可以在场景的这些部分获得一些不错的深度。
除此之外，由于我试图创建一个肮脏的铁匠铺，所以我想找到一种方法在引擎中添加污垢和灰尘，这样我就可以更灵活地更改它，而不是每次都回到 Substance 3D Painter。由于 UE5 Nanite 实际上不允许顶点绘画（有一个解决方法，但并不是最佳的），我尝试找到另一种解决方案来完成我想要做的事情。在与 Think Tank 的几位同事交谈后，其中一位建议我研究距离场环境光遮蔽，这也许可以帮助我。他是对的。
使用虚幻材质中的 DistanceFieldApproxAO 节点，我能够创建一些暗色污垢并将其乘以我的基础颜色通道。它完全符合我的需求，并且使用一些基本参数即可轻松自定义。wxv_3654195248521117703
模组
在进行渲染的最终构图时，我仍然试图记住，我希望这个场景是矮人铁匠可以真实使用的东西。这在某些时候有点棘手，因为真正的车间可能非常混乱和不合理，而且这对拍摄来说不是很好，但我仍然试图以一种合理的方式放置东西。
所有资产都是手工放置的，并且针对某些镜头重新排列了几次。在不失去焦点的情况下，尝试在一个镜头中尽可能多地使用创建的资产始终是一个挑战。
照明与渲染
总体而言，灯光一直是我的一大弱点，因此我的导师在这方面给了我很多帮助。我为这个场景设计了很多不同的灯光迭代，但我认为其中大部分都很粗糙。在项目开始时，当我计划制作熔炉的外部时，我尝试使用 Ultra Dynamic Sky，这是虚幻引擎的工具集，用于创建带有太阳和月亮以及雪和雨的动态照明，我想使用它们。虽然 UDS 的许多基本设置与正常场景的基本照明设置非常相似，但有一些不太合适的怪癖，给我带来的问题比我从中获得的更多。因此，在选择只制作熔炉的内部后，我停止使用 UDS，并使用标准虚幻引擎 5 工具包重建了场景中的所有照明。
我的导师向我展示了一个很棒的技巧，那就是在定向光中将阴影源角度因子调高很多，以大大柔化所创建的阴影。启用光线跟踪阴影后，我很难调整阴影以使其更柔和，而仅更改该设置就对解决这个问题有很大帮助。
因为我想在项目中使用 Lumen 和光线追踪阴影，所以我也不得不面对随之而来的疑虑。其中一个疑虑是，基本设置下的光线追踪阴影会通过柔化大部分光线和光束来消除大部分神光和光束。解决这个问题的方法是，在窗户上通常会有神光的地方使用一些矩形灯，并使每个矩形灯具有非常高的体积光散射和非常长的光线长度。有了这种设置，就可以手动调整来自每个窗户的每条神光，而不必每次都改变场景中的大方向光。这些设置也与我添加到场景中的大气粒子配合得很好，我用 Niagara 模拟了一些漂浮的灰尘。通过调整标准粒子材料并使用基本颜色而不是发射色，我能够让大多数漂浮的灰尘只出现在来自窗户和烛光的直射光线中。wxv_3654198399550734337wxv_3654198947394093062对于熔炉，我添加了两个粒子发射器来模拟燃烧的煤产生的漂浮余烬，并添加了一个粒子发射器来模拟烟雾。场景中大部分最终照明来自 HDRI 背景，我添加了它来从外部带来一些柔和的蓝色照明。从项目开始以来，我一直认为我的熔炉将在冬末/初春的某种北方松树林中，所以我下载了一个代表这种环境的 HDRI。它确实帮助将整个场景整合在一起。
结论
总体而言，最大的挑战可能是范围。由于我当时没有一个完全确定的概念，而是边做边创作，因此很难很好地掌握完成场景所需的工作量。场景布局的多次变化也模糊了我在项目开始时建立的界限，使得时间规划和管理比应有的困难得多。第二个挑战和经验教训可能是在项目早期进行更多的照明和渲染。我最终做了很多工作，但在某些情况下，我不得不回去修复甚至重做，因为照明与我制作的一些纹理发生了很大冲突。这在一定程度上是由于我在项目开始几个月后决定放弃使用 UDS，但总的来说，我本可以花更多时间在创建大多数最终纹理之前进行一些认真的照明测试。给出的建议是，在制作场景时获取外部反馈。连续数周每天查看一个概念/作品可能会极大地扭曲我们的观点。从其他人那里获得一些新见解有时会大有帮助。当然，找一位导师可能是获得严肃的 3D 反馈的最有效方式，但即使只是从周围的人那里获得第一印象，也可能带来一些开箱即用的见解，并帮助您正确看待场景中的一些错误或问题，而这些错误或问题有时在您长时间观看后对您来说是看不见的。总的来说，这个项目对我来说是一个很好的机会，让我学习和练习许多技术。对我来说，3D 的乐趣在于它几乎没有尽头。我学得越多，就越意识到还有很多我不知道或不太理解的东西，这对我来说真的是一个很好的动力，让我继续工作和挖掘。我要感谢我的导师 Forrest Mead 在这个项目期间给予的大力帮助，以及许多其他 Think Tank 学生在整个创作过程中给予我的帮助和反馈
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