虚幻引擎4!如何制作-((地神之井))-场景流程分享!- |
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发布于 2022-7-25 20:01:56

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作者:  Math Roodhuizen


作者A站:


https://www.artstation.com/artwork/Qryrr3
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Math Roodhuizen 谈到了 Tishen's Well 项目背后的工作流程,告诉我们模块化资产的创建,并讨论了污染水着色器的创建。







介绍


你好!我的名字是 Math Roodhuizen。我住在荷兰,在香港大学乌得勒支艺术大学学习游戏艺术,我于 2018 年夏天毕业于该大学。2019 年初,我被阿姆斯特丹的一家名为 Force Field XR 的 VR 工作室聘用。在那里,我以 3D 艺术家的身份开始了一个名为 Anne Frank House VR 的较小项目。之后,我参与了《星际迷航:舰桥船员》的 Oculus Quest 版本。
从那以后,我一直在研究尚未宣布的事情。我仍然在同一个工作室工作,现在被称为 Vertigo Studios Amsterdam。








铁神井工程


我在克林顿·克伦普勒 (Clinton Crumpler) 讲授的 CGMA 模块化环境课程期间开始了这个项目。我想确保这个项目不会变得太大,并在时间上保持可管理性,我决定选择一个更小的封闭空间。古老的文化和建筑,如寺庙和神社,一直让我感兴趣。我喜欢思考塑造环境的故事,我想以一个背景故事进入这个项目,并围绕它设计一切。
在我开始这个项目的时候,我重看了银翼杀手的电影。在《银翼杀手》中,生态系统已经崩溃,在很多地方,你仍然可以看到崩溃前的遗迹。在今天的很多地方,虽然没有那么戏剧化,但你会看到类似的事情发生:看起来传统的寺庙被高楼、广告牌和电线杆包围。我想在我的环境中创建类似的对比。
这种环境的另一个重要灵感是称为阶梯井的结构。特别是在印度被称为 Adalaj Stepwell。顾名思义,这些结构是带有阶梯的大井,因此人们可以在水位随雨水上升和下降时从中取水。

我想出了一个受这些井启发的虚构地方。我开始写一个简单的背景故事,并根据我的想法画一个草图。

简而言之,环境是一座位于地下的小寺庙,位于一座大城市的下方。这座寺庙是在这个城镇的人们信奉一种完全与自然平衡的宗教的时候建造的。然而,社会已经工业化,人们不再遵循这些信念。我想强调在这种环境下旧信仰与当前社会之间的对比。







作品


早些时候,我有意识地决定采用带有中心元素的基本构图。我从一个简单的封锁开始。该项目的这一部分是为了使环境的总体组成和形状正确。我想看看环境的规模有多大,我大概需要多少资产。

我希望雕像成为场景中的中心元素,光线来自顶部的开口,照亮雕像以吸引更多的注意力。早些时候,我在环境中放置了这个雕像的粗略版本,看看它会有什么感觉。我玩了一些不同的外观。最后,我采用了现实的比例,但我对他的面部特征进行了风格化和夸大。主光反射展示这些功能的方式是我非常喜欢的。










设置污水


除了雕像,房间中央的井也是一个重要元素。它讲述了很多关于环境的功能是什么。被严重污染的幸福也有我喜欢的象征意义。雕像和被污染的井很清楚地显示了过去和现在的对比,所以我想确保这口井做得很好。

首先,我想尝试“单层水”着色模型。如果您在材质编辑器中选择此着色模型,您将获得一个额外的输出节点。这个着色模型的好处是它使用现实世界的值和物理来模拟水如何吸收不同波长的光,光穿透水越深,颜色就会改变。例如,水可以吸收更多的红光,反过来,你越往下走,你看到的颜色就会改变。我不会假装我确切地知道这里发生了什么——对我们作为游戏美术师来说,重要的是我们知道如何使用它来获得想要的结果。 Epic Games 的一位出色的技术艺术家 Ryan Brucks 在这里解释得更好。他还展示了如何使用吸收系数,在您听完他的解释后,这会更有意义。https://www.youtube.com/watch?v=XHugDXx6c5c

我只是开始应用可以为我提供正确结果的纯水值。在此之后,我开始调整值以尝试获得我想要的外观。我并不是真的想喝浑水,但我确实想让它看起来脏兮兮的。想象一个烟灰缸,里面有一些香烟,下雨时留在外面,水仍然相对清澈,但有明显的颜色。这是我想要的外观。

水越深越深,吸收的光越多。我想进一步推动这种深度感,并在表面附近和更深处添加一些垃圾。这有助于更好地销售深度,并使水首先被染色更可信。在垃圾本身的材料中,我加入了使用顶点颜色混合深色调的功能,这样我就可以减少对比度。我还使用了世界位置偏移来使其在水面上摆动。

对于水面本身,我创建了一个网格,它允许我在 UV 上的一个方向上滚动纹理,但让纹理在网格上从内向外移动。我使用顶点颜色来掩盖/淡出滚动纹理。





最后,我为溢出边缘的水添加了一个贴花,并为它碰到地板的地方添加了另一个贴花。 正如您所看到的,为了获得所需的效果,就像这样的事情经常发生的情况一样,需要组合几个不同的元素才能获得令人信服的外观。同时,我必须尝试将井作为一个整体以及它在环境中的外观,并确保我没有过度使用任何单个元素。







模块化资产


大多数环境都是以模块化方式设置的。我从封锁开始,并尝试首先将封锁转化为模块化部分。我的目标是每 3 米 2048 像素的像素密度。在这里,我也开始计划我的修剪。
我看看其他人是如何划分他们的装饰纸的。其中有多少是精细的?其中有多少是较大的形状?根据一些参考资料和我自己的需求,我想出了这个布局。 ‍

在此之后,我创建了一个简单的块,我可以将其带入 ZBrush 并开始雕刻。

我把 UE4 人体模型放在那里,给自己一种比例感,并确保装饰片的各个部分保持成比例的尺寸。这些图案大致基于我找到的参考资料,特别是 Adalaj Stepwell 的照片。基于这些照片,我在 Photoshop 中创建了一些 alpha,然后将其导入 ZBrush,在那里我使用它们来创建图案。



我在 Marmoset 中将所有这些都烘焙到一个平面上,并在 Substance Painter 中对其进行了纹理处理。我返回并多次调整纹理,然后以当前外观结束。


构成结构的大部分资产都使用此装饰板进行了纹理化。我添加了其他资产,如小植物、岩石、成堆的泥土和一些电气设备,以将其分解并添加一些变化。
在考虑要添加哪些其他资产时,我又回到了这个概念。一些住在正上方的人可能知道这个地方的存在。我认为人们可能会用它来存放变压器等电气设备,也许是因为街道上没有更多空间。不过,房间有时会部分地充满水,所以这就是为什么它们都不在地板上并且都被抬高的原因。

我想到了人们可能使用这个地方的其他方式。或许曾经流落街头的人,会在暴雨中在这里避雨。我创造了一个床垫和一些普通的垃圾资产,因为上面的街道太杂乱了,人们会把它们扔在这里。

这些管道是作为一个模块组制造的。我做了一组简单的小管子和一些更宽的管子。我想过使用 Houdini 为此创建一个工具,但在我的情况下,由于环境不是那么大而且我是 Houdini 的新手,因此为它创建一个 Houdini 工具可能需要更多的时间,而不是将它们组合在一起模块化网格我自己。然而,电缆的情况并非如此,因为它们都有自己的长度和不同的拱形。基于一些在线教程,我创建了一个简单的 Houdini 工具,它允许我设置起点和终点,并允许我设置电缆的厚度和拱度。这帮助我加快了流程,是一次不错的学习体验。









Vertex-Paintable 水坑


在 UE4 或任何游戏引擎中使用顶点绘制都非常有益,这取决于您想如何使用它。您只需使用材质编辑器中的“顶点颜色”节点即可访问顶点颜色数据。此节点提供 4 个输出,红色、绿色、蓝色和 alpha。该节点将使用您在引擎中的网格上应用的顶点绘制数据,每个通道的值从 0 到 1。对于地板,我创建了一个高多边形雕塑,我将其烘焙成平面。烘焙时,还可以烘焙高度图。高度图就是使用黑白值作为高度信息的灰度图。

就我而言,我想使用顶点涂料在水坑中作画。然而,实际上,地板的下部会形成水坑,例如折痕和裂缝。这是高度图的用武之地,您可以将其与顶点涂料结合使用以在水中进行遮罩。在这种情况下,我使用调整后的颜色、更平滑的粗糙度和平坦的法线(以获得平坦的水面)进行蒙版。

我把所有这些东西放在一个材质函数中,如果你不熟悉基于节点的着色器编辑器,那么它的连接方式会让事情变得更加混乱。几年前,我在我的博客上写了一篇非常简单的介绍,介绍如何结合使用顶点颜色和高度图。如果您想亲自尝试这样的事情,请随时查看!我已经开始为我 2 月份正式开始的毕业项目做一些前期工作/研究。对于我的毕业项目,我将构建一个 3D 环境,并附上一本故事圣经(大致)概述环境所在的整个世界,以及描述环境将遵守的规则的风格指南。目前该项目的工作名称是“雅林岛”。在不久的将来,我将更深入地了解实际环境和故事,但现在你只需要知道这是一个迷雾重重的热带岛屿,散落着失落文明的废墟。我将使用这个博客来记录我的进步,并可能在这个过程中帮助你们中的一些人! 我一直在尝试和试验大量不同的东西,目的是拥有一个像样的材料、模型和技术工具包,一旦我真正开始研究环境,我就可以从中汲取。今天我想尝试顶点混合。对于那些不知道什么是顶点混合的人来说,它是一种用于在环境中的网格顶部混合不同颜色或纹理的技术。当然,你已经可以在你的实际材质中混合不同的纹理,但是如果你在两个不同的对象上应用相同的材质,两者都会出现相同的纹理混合。顶点混合的额外好处是它使用每个单独网格上的实际顶点。这样,例如,如果您有相同材质的同一雕像的 3 个副本,它们中的所有 3 个都可以在不同的地方出现苔藓或任何纹理的裂缝。这是游戏中非常常用的技术,因为它可以使重复和平铺变得不那么明显。
请记住,您在此处看到的所有内容仍然是占位符/实验性的!许多模型和纹理仍在制作中。
下面您可以看到 UE4 中的一个非常简单的设置,用于使用顶点颜色在岩石模型上混合苔藓。在这种情况下,红色顶点颜色通道充当遮罩。我使用红色通道作为 lerp 中的 alpha 蒙版,将岩石纹理和(平铺)苔藓纹理混合在一起。因此,当使用红色值为 0 进行顶点绘制时,您将暴露苔藓纹理。




如您所见,这可能是部分隐藏网格交叉点的有效方法。这个岩石网格与其下方的地形相交。我将景观材质设置为与顶点混合苔藓具有相同的苔藓纹理,使接缝不那么明显。然而,这仍然是非常基本的。从这里开始,您可以通过多种方式添加内容以使其更有趣和有用。现在我已经尝试让苔藓看起来更自然,在裂缝和裂缝中!为此,我使用 Substance Designer 提取了一个高度图,我可以将其用于此目的。由于 Substance Painter 在撰写本文时可以不烘焙高度贴图(我使用 Painter 对岩石进行纹理化,从 Zbrush 的高多边形网格烘焙),因此我在 Designer 中使用了一个名为“Normal to Height HQ”的便捷节点。这将根据我已经使用的法线贴图创建一个高度贴图,该贴图足以用于此目的。所有纹理现在仍然是占位符,所以我不想花太多时间来获得一个很好的高度图。一些级别的调整……瞧!


这实际上是使用来自稍微不同的平铺岩石纹理的法线贴图完成的......但你明白了。这个分辨率对于它的使用方式来说也太高了,对于仅真正用作像这样的蒙版的贴图,您可以轻松使用 512/512 或更低的纹理。这种纹理的主要作用是掩盖裂缝和较低的区域,在这些区域,苔藓可以更好地免受阳光照射,水分会积聚。

在这里,我们只是添加了这个带有来自顶点颜色的红色通道的新蒙版纹理,并对其进行了限制,使其不超过 1 的值,这会使我们的颜色看起来有点滑稽。然后我们使用该钳位的结果作为我们之前创建的 lerp 中的 alpha 蒙版。现在,当我们使用这种材料在网格上绘画时......已经看起来更有趣了!在这种材质中,我已经以相同的方式设置了法线/粗糙度贴图,因此它们也可以很好地融合在一起。只需将擦除颜色设置为红色值为 1 的任何颜色和红色值为 0 的油漆颜色,您就可以开始了。将来我可能会改进这种材料。使用此电流设置,岩石无法完全被苔藓覆盖,并且始终会使部分岩石暴露在外,因此不太适合隐藏网格交叉点。然而,这应该不难解决,对于如此简单的材料,它已经是一个不错的结果。稍后我将需要大量的大悬崖,所以这已经可以帮助我打破使用平铺纹理带来的重复。我最近一直在玩材质,但这是我第一次更深入地使用顶点颜色。任何你知道的提示和技巧都是受欢迎的,我还在学习!
https://www.artstation.com/blogs ... map-unreal-engine-4






涂鸦材料


我想添加涂鸦标签来添加一些颜色。我本可以创建一堆不同颜色的标签来实现这一点。然而,这会非常耗时,而且以这种方式创建例如 20 种不同的纹理、材料等似乎效率不高。使用网格,您可以将一堆不同的东西放在一个图集并简单地导出映射到 UV 不同部分的多个网格。使用 UE4 中的延迟贴花,这是不可能的。但是,您可以以贴花仅使用一小部分 UV 空间的方式创建材质,然后您可以偏移它以使用纹理的不同部分。我将标签本身放在 alpha 通道中,将颜色放在相同纹理的 RGB 通道中。然后,在材料中,我只使用纹理的一小部分区域,因此只有一个标签可见。我为每个标签抵消了这个以显示不同的标签!只需对颜色通道执行相同的操作,但具有不同的偏移量。然后,您可以将两者结合起来并更改每个标签的偏移量。



为了确定偏移,我在材质中使用了 Actor Position 节点。该节点采用您可以在材质中使用的角色的世界位置,在这种情况下,用于偏移 UV。某处有一个论坛帖子激发了其中的部分内容,但我再也找不到了——如果我遇到它,我一定会在下面评论它。









照明和渲染


很早就我很清楚我想要什么,但我花了很长时间才找到正确的样子。我希望场景看起来有点柔和,但又不会太平淡。理想情况下,它仍然会感觉很宁静,就像一座寺庙,而且不会太粗糙。这将与生锈的管道和垃圾等更现代的元素形成鲜明对比。
在使用灯光时,我经常发现它太刺眼和对比强烈。添加一点雾有帮助,但很快就变得太多了。最后,我调低了雾气,并在我确实需要一点雾气以增加效果的地方手动放置了一些元素。例如,顶部的神光是网卡。这有一个额外的好处,就是能够在上面放置一些微妙的动画,而且我可以更好地控制它们的强度。雕像旁边的雾块也是如此。这些也是手工放置的,并使用了一种特殊的材料,让我可以让它在靠近雕像的地方更亮。我这样做是为了我可以再次拥有更多的控制权,并且更加专注于雕像周围的构图。

对于后期处理,我并没有太过分。我添加了一些屏幕空间 AO 并稍微平衡了颜色。这是必要的,因为在任何地方都使用相同的装饰,反射光倾向于在光照烘焙中将所有颜色转变为相同的绿黄色调。我在阴影区域添加了一些微妙的蓝色调来解决这个问题。我还进一步推动了橙子的饱和度,以便雕像在绿色背景下脱颖而出。









结论


最初的课程大约需要 8 周。我没有在这段时间内完成它,将它与我的工作结合起来非常紧张。8 周后,我休息了一段时间,并以全新的心态回到了这个项目。这是我觉得我设法将这个环境从我有点精疲力竭的东西推到我真正喜欢的东西的时候。克林顿的反馈在课程中起到了很大的帮助。在我结束这个项目的时候,我也收到了一些同事的一些很好的反馈,这些反馈帮助我进一步改进了它。 对我个人而言,最大的挑战可能是照明。我来回走动了很多,并没有在早期成功地获得良好的照明设置。事后看来,我希望我能更专注于更早地获得氛围和照明。照明真的可以成就或破坏环境,同时也是获得隧道视野的最简单的事情之一。我经常会调整一个小时的灯光,结果第二天就完全讨厌它。回顾过去,我会说我应该更有条理地设置我的照明,并使用更多的参考。这样我就会积极地为某事努力,而不是漫无目的地尝试。
         
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