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作者: Kai "Kizzle" Mergener
作者A站：
https://www.artstation.com/artwork/B3or5k --------------------------------------一位材质艺术家 Kai Mergener 谈到了为 Nodevember 制作的钢筋墙项目，并向我们展示了 Substance 3D Designer 中的程序工作流程。
介绍
我的名字是 Kai Mergener，但我也被昵称为 Kizzle。大约 5 年前，我加入了游戏行业，在那里我第一次在游戏工作室实习。我现在是 GentlyMad Studios 的材料和环境艺术家，我之前实习的那个工作室。我们最近发布了 Endzone – A World Apart，这是一款后世界末日生存城市建设者，这也是我制作的第一个大型游戏。由于我们是一个非常小的团队，我的任务不仅包括创建材料，还包括协助创建 3D 模型和纹理它们。我还负责树叶，制作我们的发布预告片，基本上，我的同事给我的一切。
成为一名材料艺术家
成为一名材料艺术家从来都不是最初的计划。当我开始学习时，我的目标是成为一名 3D 艺术家，并完全潜心学习常见的工作流程，从硬表面到有机形状、装配、蒙皮、动画以及着色器编码。当我学习现在已经成为 Quixel 的最初步骤时，我偶然发现了 Substance 3D Designer。我记得当时对于 Photoshop 来说这是一个尴尬的集成，但它也是第一个真正能够从单个图像创建材料并可以直接在 3D 对象上纹理的工具。我喜欢突然为物体创建纹理是多么容易，所以我查找了我能找到的所有东西，以使这个过程变得更好。这就是我找到 Substance 3D Designer 的地方。我认为当时是第 4 版。我遵循了我的第一个教程，即在 YouTube 上从 Blackhart Films 制作曼陀罗石。由于需要开始实习，我了解了位于我家乡附近的小型创业工作室 GentlyMad。当我申请的时候，他们最初是不可能让我实习的，因为他们正处于他们的第一个大标题开发的中间，当时他们只在一个五人的团队中工作，所以时间很短。然而，无论如何我都想得到这份工作，我说我对 Substance 3D Designer 很熟悉，可以帮助他们。到那时，我对这个软件几乎一无所知，但它帮助我迈出了第一步，我花了几个晚上尽可能多地学习，所以我能够在工作中表现出来。实际上，我在 SD 上花了很多时间，以至于我几乎忘记了我在此之前获得的所有其他技能。由于预算有限，许可证也是一个问题，在使用 3ds Max 和 Cinema 4D 工作了 3 年后，我还需要学习 Blender。我也无法使用 Photoshop，需要使用 GIMP。所有这些限制使 SD 和 SP 不仅对我来说很有趣，而且几乎是强制性的，因为在它们之外工作意味着浪费团队的时间。从那时起，我了解了整个 Substance Suite 的强大功能，并意识到我喜欢使用他们的工具集。也看到当时的行业开始有专门从事材料工作的艺术家的利基市场，我决定坚持下去。由于 Substance（现为 Adobe）在每次更新时都会不断添加许多优秀的功能，因此很难判断哪个是最有用或最强大的。我个人认为能够在图表中定义输入值而不依赖于公开参数使生活和工作变得更加轻松。
Nodevember 是一个非常有趣的时间。虽然今年的提示不如去年好，但我承认有更多的时间和自由来完成一个主题非常适合我。对于 Nodevember，我喜欢挑战自己的极限，做一些别人没有做过的事情。每天制作材料在某些时候可能会变得乏味，因此几周内忽略所有界限和限制是让我制作复杂材料变得如此有趣的原因。我的灵感通常来自在互联网上搜索和查看图片，或者只是来自我突然想到的一些想法。我非常喜欢根据参考工作，也喜欢提供我个人风格已经存在的东西。这也是我选择《彩虹六号：围攻》材质的原因，因为我每天都在查看这些纹理，并认为这将是一种很棒的材质。在头脑风暴的第一个小时内，我几乎排除了我想到的所有想法，因为我预计很多其他艺术家也会这样做。作为一名材料艺术家，我才刚刚起步，我想用我的设计给人们带来惊喜并脱颖而出。这就是为什么我给自己挑战，为每个提示做一些真正不同的事情。
我能给出的唯一先睹为快的是，对于所有颜色主题，我将使用不同的宝石和矿物质。我喜欢在设计中保持一致性的想法，所以在 5 种不同的变体中一遍又一遍地做同样的事情，让它们都脱颖而出，对我来说是一个巨大的挑战。遗憾的是，我学得很辛苦，没能及时完成“Red”的参赛作品，完全落后于时间，这就是为什么我今年可能不会完成 Nodevember 的原因。一旦我再次找到时间，我仍然想制作颜色主题，并提高我在 Blender Cycles 中创建岩石表面和阴影的技能。这个主题的一个巨大灵感来自我的好朋友Ishan Verma的作品。在材料方面，他绝对是一位杰出的天才。自从他发表了关于在 Substance Designer 中创建矿石的文章后，我就着迷于自己尝试并达到他的质量。
灵感和参考
所以正如我之前提到的，我受到《彩虹六号：围攻》纹理的启发，因为我是这款游戏的忠实粉丝。我在游戏中或回合之间花费大量时间只是盯着墙壁和纹理，我已经在脑海中想象如何在 Substance 3D Designer 中重新创建它。制作加固墙是我的选择，因为Enrico Tammekänd对我来说也是一个巨大的灵感，不久前也制作了这种材料。我想看看我是否能与他的品质相媲美，并赋予它电影般的真实感。https://www.artstation.com/enricot作为参考，我刚开始玩游戏，从各个可能的角度做了很多截图。我遇到了一些问题，因为我没有使用 4K 纹理，所以所有东西的质量都非常低。这让我更难从参考文献中工作。对于金属以及涂漆金属的表面，我没有使用任何参考，也没有查找它。我想借此机会尝试按照我的想法完成材料。如果我的结果不够好，我会重新设计它，但现在有一个参考。幸运的是，结果很好，所以我不需要重做任何部分。 但是，我不建议这样工作。如果它是用于生产或作为委托工作，我会尽可能多地收集我能想到的参考资料。参考是至关重要的，它有助于学习可视化表面和材料的关键元素。
然后，我需要包括每一边的中间部分，所以我构建了我的形状并通过同一个 Splatter Circular 运行它，只需调整旋转直到它适合。
之后，我使用我的主要形状，稍微倾斜它以匹配参考，调整我想要混合的部分，然后使用设置为正片叠底的混合模式，这样我就可以在我的主要形状中包含斜角。
然后，我一遍又一遍地重复相同的步骤，直到我在我的主要形状中获得了我需要的所有细节。您可以按照图片中的步骤进行操作：
一旦高度完全完成，材料的有趣部分就开始了。我的第一步是始终添加环境光遮蔽和法线节点。我夸大了两个节点的值并将它们插入到基础材质节点中，这样我就可以使整个形状及其所有细节都非常呈现且易于查看。我建议对每种材料都这样做，因为这可以为您提供最大的控制和概览。如果某些区域仍然存在问题、工作不正常，或者您的高度图是否有错误的范围并且形状看起来不成比例，这真的很容易检测。
然后，我开始将表面噪声分层到我的高度图上。为此，我将 Clouds 2 设置为马赛克灰度的两个输入。它与低不透明度混合并设置为正片叠底。其他两个噪声只是获得了一些随机参数，并且都设置为 Overlay。这为您以后在颜色和粗糙度中创建一些变化提供了良好的基础。
与大多数材料相比，我没有将表面噪声混合到我的高度作为法线信息，而是使用我的基础高度并将其与 BnW Spots 2 节点混合，我将其调平并混合以平衡强部分。之后，我生成了一个非常低强度的法线贴图，并将其与我的基础相结合。通过这种方式，您可以在涂层金属上获得非常干净的表面噪音。
在颜色方面，我更喜欢使用 Ben Wilson 的颜色变化节点。它是一个出色、快速且功能强大的节点，可以在不影响图形程序性质的情况下创建可控的颜色变化，例如在使用渐变和从图像纹理采样时。我将我的混合高度图插入到 Value Variation 中并使用这些设置，直到找到看起来不错的东西。然后是一系列不同颜色的混合，全部插入一个单独的颜色变化节点。我重复了这个过程，直到我得到了我需要的所有基色。
接下来是一个基本的污垢层。通常，这会出现在我的图表中，但由于我想进一步分解表面并露出下面的一些金属，所以我想在阻止损坏之前添加污迹和垃圾。这会给人一个更好的印象，即损坏只是施加在表面上，它不是来自氧化或随着时间的推移而形成的，因为金属的碎屑稍后会再次从表面去除所有污垢。作为污垢的遮罩，我使用了一个简单的污垢节点，它将环境光遮蔽、曲率和位置作为输入。在某些情况下，我会稍微修改输入，以便为我想要强调的区域获得更好的遮罩，但对于这个，我保持简单，只是想在顶部添加微妙的垃圾。
随后，我为 Metal Edge Wear 制作了我的面具。这次我使用了非均匀边缘检测来为外壳的边缘损坏带来变化。我使用了经典的 Slope Blur Grayscale 和 Clouds 2 组合。这可能是材料中最明显的发现效果，但如果进一步处理，这也是一个非常好的效果。为了打破金属边缘磨损和坡度模糊，我减去了一个不同的具有高对比度的 Grunge 贴图，以去除面具的某些区域。我用另一个 Grunge Map 做了第二次，它也被输入到颜色变化节点中。在为某些细节创建蒙版时，您总是希望确保将形状分解，以免感觉生成。此外，您需要从同一个掩码中驱动其他信息，因此细节看起来不会堆叠，而且还可以相互交互。混合金属后，我添加了另一个污垢层，这一次更加微妙，只填充尚未收到任何细节和颜色变化的区域。在颜色通道的最后两个步骤中，我混合了一些环境光遮蔽，混合节点设置为正片叠底。
您通常不希望在 Base Color 中出现阴影或高光，这就是为什么需要谨慎处理此步骤的原因。但是，在进行电影渲染时，它可以增加很多。我还混合了顶部的曲率，混合模式设置为叠加。这只会使您的纹理更加锐利，并有助于 Metal Edge Wear 更好地发音芯片和锋利的边缘。或者，您也可以像我在这里所做的那样使用曲率平滑并降低不透明度。这将稍微增加不同高度的深度，减少对角落和锐利边缘的关注。
在完成我的法线贴图并处理粗糙度和金属之前完成颜色传递，我现在可以使用我的蒙版将相同的信息驱动到这些贴图中。在添加细节和不同的颜色层，甚至可能是材质时，在您稍后将使用的每个通道中支持它们是很重要的。由于我从涂漆涂层下方显示了金属，我还需要确保我的金属贴图包含该信息，因此也包含我的粗糙度和法线。对于法线贴图，我只是反转了 Metal Edge Wear 的蒙版，将其导入另一个法线贴图，并使用了法线组合。
对于金属色，我使用统一颜色节点作为基础并将其设置为全白。然后，我通过从我的颜色中减去非金属的部分来混合它们。我还包括了我的 Dirt Mask，并在材料中引入了一些变化。材料要么是金属的，要么不是。但是，有了一些经验，您可以稍微改变规则并尝试不同的工作流程。在这种情况下，我想进一步补充我的粗糙度，所以我降低了最后一次混合的不透明度，我的 Metal Edge Wear Mask 被送入了这个过程。这让我在金属部件上留下了完整且柔和的白色，但在涂层上也有一些不错的反射，因为它在渲染中应该非常反光，并从我的照明中获取更多细节。
粗糙度的建立几乎相同。我从基础颜色的灰度转换节点开始，并部分排除和调整了应该具有不同粗糙度的区域。像这样开始为您提供了一个非常嘈杂和有趣的基础，拾取您已经放入材料中的所有不同层。在我调整了所有值以使它们相互平衡并使它们在正确的范围内之后，我通过添加一个级别节点并完全调整值来完成粗糙度。最后，我只需要从一开始就抓住我的面具并从中减去孔，这样我就可以从那里驱动不透明度。
对于包含钢筋墙的另一张图，我的步骤几乎相同。像这样复杂材料的关键总是提前计划。我将墙的每个组件拆分为一个单独的对象，最终将其作为高度信息单独构建，然后再混合在一起。
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像这样工作可以很容易地调整最终高度的每个部分，与主要形状完全隔离。实际上，我可以更改、启用或禁用墙的每个部分，而不会干扰主要形状或从中驱动的任何遮罩。
处理硬表面材料使得使用此工作流程非常简单，因为它是处理它们的最简单方法。一般来说，我建议对有机形状使用相同的方法，将每个元素和细节分离得很好，以至于更改或删除它们不会影响整个材料。Ben Wilson 也给我很大的启发，他在 DinCon 上做了一个非常棒的演讲，他展示了一种实用的方法来像这样工作。你绝对应该检查一下。我从中学到了很多东西，而且我仍在改进实施每一种这样的新材料。高度完成后，我再次生成了许多稍后需要用于颜色、粗糙度和金属的蒙版。在这个阶段，我可能可以更好地确定涂层金属上可以看到的细节，但由于我已经直接使用这种材料 10 个小时，我希望它会像现在这样正常工作。
完成所有蒙版后，我继续在图表中添加一些颜色，再次遵循相同的步骤。首先，我将一些彩色噪声混合在一起，总是基于我的高度图的一部分，然后慢慢地为每个组件添加更多颜色。在这一点上，我需要考虑的只是哪些组件彼此重叠，所以我没有不小心掩盖了以前没有混合的区域。在构建遮罩时，请不要犹豫，添加更多节点以进一步分解或扭曲您已经获得的内容。为了使您的材质看起来生成较少，使用蒙版在“高度”和“法线”中添加细节，以及从中获取颜色信息到您的反照率是关键。回顾我的过程，这大概也是我自己能改进最多的部分吧。但同样，我已经在一次会议上花费了这么多时间在材料上，我决定保持简单。
最终渲染
对于最终渲染，我从一个已经与我想要的光线氛围相匹配的 HDRI 开始，然后只是玩弄亮度和旋转，直到我更好地了解我的最终目标到底是什么。一旦我知道我的目标是什么，我将 HDRI 的亮度调到最低，所以它几乎不能作为环境源。接下来，我通过从 HDRI 中采样一个点来放置定向光，并为其提供良好的亮度。我使用那盏灯工作了一段时间，以便更好地了解我的材质中有趣的部分在哪里，因为将定向光作为唯一的光源已经获得了非常酷的阴影和高光。
在最后的调整中，我在我的平面上增加了细分，材料被应用到了 1600 万个垂直数，只是为了确保真正强的角度在表面上获得足够的信息，以免看起来被拉伸或扭曲。我还将最终渲染的光线计数增加到 3 次反弹，将样本增加到 1500，并完全移除了降噪功能，因为它往往会洗掉图像。如果您负担得起渲染费用，则无论如何都不需要去噪。在点击渲染按钮之前，我还将 X-Kairos 材质包含在一个单独的平面上并将其放置在适当的位置，因此它们看起来就像在墙上拍摄时在游戏中一样。Marmoset 中的最终视口如下所示，在点击渲染按钮并继续进行后期处理之前。
后期处理
对于后期处理，我总是执行相同的步骤，因为它们在我所做的每一种材料上都非常适合我。我将我的图像（以 4K 渲染）导入 Photoshop，然后在从我的图层中制作一个智能对象后切换到“Camera Raw”，以便以后能够更改设置。从那里，我从上到下移动，调整我的白平衡，增加对比度，并调整灯光看起来更生动和逼真。我使用的确切值在很大程度上取决于我使用的图像和材料，因此在这里分享这些是没有意义的。一旦我完成了第一次校正，我通常会复制我的图层两次。一个将使用高斯模糊进行模糊并设置为混合模式“屏幕”，另一个将使用高通滤波器进行转换并设置为叠加。使用模糊版本，您可以获得一些Bloom，而使用Highpass，您只需增加清晰度并使图像整体看起来更清晰。您可以使用两个图层的不透明度和蒙版，直到获得有趣的结果。从这里开始，我通常会前后调整所有内容，直到我觉得我可以使用另一个 Camera Raw 滤镜进行第二次校正。为此，我使用功能 [CTRL] + [ALT] + [SHIFT] + [E] 在顶部生成一个新图层，其中包含我当前的视口视图并在之后应用过滤器。为了完成这个过程，我在顶部应用了 ColorLUT 作为调整层并尝试不同的外观。通常，我只使用内置的并降低图层的不透明度，以及使用混合模式和蒙版。我有时也会添加一些自由度，使用镜头模糊选项，或者使用自定义渐变来掩盖模糊，或者从 Marmoset 或 Blender Cycles 导出深度图层，这取决于我使用的内容。最后一步，我再次应用 Camera Raw 滤镜，但这次只使用它在顶部生成一些颗粒和晕影。对于这件特别的作品，我还用软刷在 X-Kairo 装药的孔中画了白色圆圈，并掩盖了之前在顶部生成的绽放层。这创造了目前正在充电的感觉，从而引入了一些动态。
后记
掌握 Substance Designer 是我自己还试图实现的目标，因此很难对它真正需要多少给出具体的估计。我多年来的个人经验告诉我，你每天都可以学到新的东西。去年的 Nodevember 对我来说是一个巨大的里程碑。我在全职工作的同时在 30 天内完成了 30 种材料，并且总体上仍然保持了良好的质量。直到这个 Nodevember，我以为我无法取得更好的结果，但现在我有机会在这里讨论我的工作，在 80 级文章中。像这样经历我的进步让我非常清楚，你可能永远不会最终掌握 Substance 3D Designer，但慢慢地变得更好，甚至只是跟上新的工作流程和技术，这使你成为一个多才多艺和熟练的武术家艺术家。另一方面，从程序材质开始，特别是 Substance 3D Designer 非常适合初学者。除了编程或使用着色器之外，您还可以在流程的每个步骤中获得视觉反馈。正是这一事实使学习材料的创建变得非常愉快，甚至可能比其他软件更简单。以一些泥质材料为例。无需考虑如何设置这样一个有机且复杂的表面，您只需检查可用的噪声图即可近似一个良好的基础。将 Clouds 2 与 Perlin Noise 混合并随后对其进行变形最终将足以出售令人信服的泥浆表面。另一方面，创建鹅卵石和石头，起初听起来要容易得多，但可能会提供更复杂的设置，并且已经涉及到混合模式如何工作以及如何正确散射的知识。 老实说，我知道对于初学者来说，看到人们在 SD 中可以取得的成就是多么令人生畏。然而，在现实中，每一种新材料都存在同样多的试验和错误，即使对于经验丰富的艺术家也是如此。正如您在我的工作流程中看到的那样，即使是复杂的形状也大多只是一系列相互叠加的基本形状，因此幕后没有太多魔法。 我建议做的最有益的事情是让自己走出舒适区并尝试自己的工作流程。遵循教程是了解新软件的好方法，但最终您只会学习一种特定的方法来做某事。如果您在工作室或制作环境中工作，并且教程中的特定材料不符合您的团队或艺术主管的愿景，您需要想出一个解决方案。你越经常尝试以不同的方式完成某件事，并在脑海中重复所需的步骤，你最终会变得越好。检查您自己的技能和弱点的另一个好做法是检查您在日常生活中遇到的表面。如果我还不能在脑海中弄清楚如何在 Substance 3D Designer 中重新创建它，我只需打开软件并尝试直到我知道如何实现我想要的。
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