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本帖最后由 毒游小行家 于 2021-6-29 13:55 编辑
25岁小哥教你用UE为游戏创建逼真的户外环境！
文/ CG魔影视效
丹尼尔·卡诺·马丁内斯(Daniel Cano Martinez)
3D艺术家 来自：西班牙巴塞罗那
丹尼尔·卡诺·马丁内斯(Daniel Cano Martinez)是一位25岁的3D环境艺术家，也是FX ANIMATION Barcelona 3D＆Film School(一个动画特效3D电影培训机构)的学生。在决定沉浸于游戏行业之前，他曾是运动图形艺术家。如果您打算在Unreal Engine中开始第一个逼真的环境，那么本文适合您！在其中，他分解了在UE4中创建户外游戏环境的整个过程。
您好，我是来自巴塞罗那的环境艺术家。我一直很喜欢电子游戏，从我记得起我就一直在玩它们。 由于对这门学科的迷恋，我决定涉足游戏界。我毕业于移动应用程序开发专业后，就开始迈向3D艺术的第一步。毕业于交互式环境后，我开始在巴塞罗那的Flop Work公司中担任动态图形艺术家。我在那里工作了一段时间，直到我决定在我现在所在的巴塞罗那的FX Animation学习硕士学位。
这个项目是为FX动画制作的，在那里我必须创造一个环境和一个生物，并且两者都有一些限制。 环境必须是具有植被和建筑的开放自然世界。该生物必须看起来像壁虎，但长几米，所以我开始寻找参考。
我一直很喜欢《星球大战前线》和《星球大战前线2》中的环境，这就是为什么我首先考虑这些选项的原因。我记得在《星球大战》宇宙中有一个名为Yavin-4的行星，看上去就像我想要的样式。我开始找到这种环境的一些参考。 当我想到壁虎时，我觉得它应该比壁虎更像恐龙。牙齿更大，皮肤更粗糙，脸更生气，不像壁虎的脸那么友好，所以我从不同的电影中获得了一些参考，例如彼得·杰克逊（Peter Jackson）的《金刚》（King Kong）。 我的第一个目标是使该项目看起来尽可能逼真。我知道，获得那种现实而多叶的环境的唯一方法就是我需要的巨大优化，这是我最大的困难。
由于纹理文件，景观将占用大量资源。那是个问题，所以我决定使用RH法线工作流程(粗糙度、高度图、法线X和法线Y)。Rh Normal是暴雪在游戏中使用的工作流程，可节省大量内存空间和纹理文件。 它仅使用2个纹理文件来打包所有纹理。它还仅使用法线贴图中的2个通道，然后通过使用一些表达式，我得到了整个法线贴图。“基础颜色”和“环境光遮挡”进入一个文件，“法线贴图”，“高度贴图”和“粗糙度”进入另一文件。
下一步是景观着色器。为了使所有图层都能很好地融合，我使用了一个名为“图层融合”的节点，这是我将纹理集与高度融合在一起的地方。 拼贴出现问题。纹理图案的重复感很容易观察到。为避免此问题，我在相同的纹理集中创建了变化图块。我创建了一个函数，该函数可从集合中获取所有纹理并执行线性插值，然后将纹理的两个变体与宏变体混合。当所有通道的瓦数变化后，我便将每个通道都连接到距离变化蒙版上。 为了制作距离变化蒙版，我使用了像素深度节点。该节点使用场景深度。通过这种蒙版变化，我可以决定纹理将在多远的距离上更改为另一种，这是避免平铺的另一种方法。 之后，我仅在第一个纹理集中制作了一个高度图校正蒙版。此人与所有其他人互动。其他纹理的混合将根据第一个纹理集的高度图起作用。
为了获得位移，我使用了VertexNormalWS节点，我将每个WS乘以每个纹理集的高度图。
最后，我将每个通道连接到其自己的图层混合输入。然后，将每个图层混合都输入到主材料中的正确输入上。
一旦准备好景观，就可以在虚幻引擎的体系结构之外构建块以了解测量结果。 之后，我开始在3ds Max中制作模块。我制作了两种类型的模块。其中一些使用了可平铺的纹理，另一些使用了adoc的纹理。我将adoc封装在相同的UV中，以在每个结构中使用相同的纹理，这将大大减少Draw Call次数。(注释：Draw Call，绘制调用，简化并合并材质/模型可以减少dc的数量从而提高性能) 由于具有adoc纹理的素材将拥有自己的材质，因此我决定创建其高多边形版本，以在Marmoset中进行烘焙。我在Zbrush中雕刻了他们的高模，在将所有adoc资产带到Marmoset之前，我将它们打包在自定义纹理集中以优化一些内存。 植被给我带来了麻烦！起初我以为屏幕上会出现一些与Draw Call(绘制调用)有关的问题，因为屏幕上将会有很多树木，灌木丛和藤蔓。然后，我决定减少这些绘制调用，像以前对模块所做的那样，制作纹理地图集和制作植被组。我为优化项目所做的其他事情是将建筑设置为静态，但将植被设置为可移动。
我在TreeIt(强大的免费树创建工具)中制作了树木，但没有使用程序提供的纹理。由于不使用这些纹理，因此我不得不订购UV以适合我要使用的纹理。
我使用3ds Max对蕨类模块进行建模，在对蕨类植物和藤蔓进行建模之后，我进行了一些分组来优化和减少屏幕上的绘制调用(Draw Call)。 有一个特定的树干缠绕而成,为此，我决定在虚幻引擎中构建样条线。
我想在这个项目中尝试的学科之一是摄影测量学。我拿了一些我认为适合该项目的物体，并进行了摄影测量的过程。 对于与地面相关的资产，我在多云时去了外面，并用间接照明拍摄了一些照片。我使用Reality Capture(3D模型扫描制作软件)通过其图像计算模型。计算完模型后，便将其带到Zbrush中以得到一个干净的模型。之后，我进行了抽取和UV的过程。 尽管Reality Capture使用照片制作颜色纹理，但我想为模型提供自己的纹理以适合环境。
创建纹理和材料非常有趣，我从来没有像我在这个项目中那样工作过。我总是雕刻纹理并对其进行绘画，但是对于这个项目，我决定使用一个非常有趣的工作流程。 我使用了Quixel Suite和Quixel Mixer。我从Quixel Bridge中获取了一些纹理，然后，使用一些蒙版和混合选项，我得到了新的、不同的纹理。通过此工作流程，我能够获得一些非常适合我的环境的纹理。 具有adoc纹理的资产要难一些。我在Substance Painter中为这些资产制作了一些自定义蒙版，并将它们带到Quixel Mixer。这些蒙版使我可以像使用发电机那样将物体绘制出来(发电机？？？这个比喻有点离谱)。 对于植被，我将一些蕨类地图集打包在一个文件中，并获得了每个地图集的所有通道。我自己制作了一个纹理文件，即半透明。我在基色上放了一层黑色，并增加了一些透明度。 使资产长大的苔藓必须位于它们的顶部。为了获得该结果，我为我的主材料创建了一个点产品蒙版。它具有一个VertexNormalWS节点来获取资产的法线，并具有一个Constant3Vector来获取苔藓将要到达的方向。在我的情况下，我将Z设置为1以从上方放置青苔。然后，我放置了一些可编辑的节点来设置苔藓的数量和对比度。 一旦获得Mask，我就只能将原始纹理与带有HeightLerps的苔藓混合在一起。将资产插入地形时，还有另一个问题：由于混合不良，它们创建了一条粗线。为了解决这个问题，我使用了网格距离字段并为其制作了蒙版。如果我将该蒙版乘以名为DitherTemporalAA的节点，则资产在另一曲面附近时将变为半透明。
照明是该项目最重要的部分之一，我必须谨慎使用照明。 我决定在下午17:00和下午18:00之间设置照明，定向光的范围温度在3500和3700之间(注释：摄氏温度和开尔文温度的关系：°K=°C+273.15。3500K相当于暖白光，3700K相当于偏黄的色温)。我一直在寻找具有阴影和光对比度的照明，因此我将强度和间接强度都控制在较低的值。 我希望环境看起来很厚，这就是为什么我使用轻轴和指数高度雾。这有一个体积雾选项，这是非常重要的检查。 可移动的植被投射出一些奇怪的阴影，那里是级联阴影贴图进入场景的地方。 对于后期处理量，我从颜色分级中稍微更改了一些值。我希望环境看起来更富电影感。我将阴影、中间色调、饱和度和增益与整体进行了对比。这将使植被看起来更绿色、更活泼、阴影更暗，给观众一种被抛弃但又活泼的雨林的感觉。
对我来说，学习生物的解剖结构是一个非常有趣挑战。我不仅必须学习壁虎的解剖学，而且真正的挑战是扭曲动物的友好观念，并创造出一个危险且更大的动物。 当我开始在Zbrush中为第一个方块建模时，我决定使身体比简单的壁虎更胖。我雕刻的爪子比原来的要厚一点。但是，最大的不同是牙齿，我使它们比壁虎的牙齿大得多。我认为将它们变大会使壁虎看起来更危险。
另一个区别是舌头，这种生物的舌头必须比小壁虎的舌头更脏更粗。 当我用高多边形模型完成约70％的工作时，我便开始了重新拓扑。我制作了低多边形并在3ds Max中设置了UV。我制作了两套材料，一套仅用于眼睛，另一套用于身体。当我准备好低模版本时，我用低模的基础雕刻了一个高模。
剩余的30％的高模是皮肤的微细细节。我在Zbrush中应用了项目工具之后就做到了。这样，由于拓扑干净，我可以更快地进行烘焙。 由于计划使用的颜色，对壁虎进行纹理处理对我来说是一个挑战。我以为如果雨林要有绿色的话，壁虎也应该有一些，因为它适应自然。最后，我认为这不是一个好主意，因此我选择在壁虎上涂上红色的互补色。我认为如果使用壁虎，它们会显得更具攻击性，是时候打开物质画家了！(注释：物质画家就是Substance Painter） 在纹理化的同时，我也在3ds Max中进行了蒙皮。我使用了虚幻商店中的龙骨架。鉴于我遵循此框架进行了屏蔽，因此蒙皮不会有任何问题。
完成壁虎后，我便在Marmoset中制作了一个渲染场景。有一些技巧可以使壁虎看起来更好。我在Substance Painter中创建了一个散点图以获取地下，并在Photoshop中还创建了一个使眼睛看起来像透镜的蒙版。
我在这个项目上花了大约几个月的时间。在研究它时，我阅读并观看了许多有关Unreal的文档，以学习新的工作流程并解决一些我发现并解决的问题。 尽管这些年来我提高了与3D美术相关的技能，但我仍然需要向许多专业人士学习很多东西。还有很多文档可供阅读和进行，以提高我的技能。
我必须感谢哈维尔·弗洛雷斯（Javier F. Flores），丹尼尔·桑切斯（DanielSánchez）和阿尔贝托·马丁内斯（AlbertoMartínez）的指导和支持。感谢我的家人一直支持我。我还要提及EA Dice撰写的《星球大战前线2》，作为我的参考文献。
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